Broken concrete wall texture background

BetoNPP

Spannstahlbruchortung || Zerstörungsfreie Charakterisierung || Sicherheit kerntechnischer Anlagen || Langzeitbetrieb || Prüfverfahren || Stahlbeton || Containment || Streufluss || Mikrowellen || Georadar ||

BetoNPP

© Fraunhofer IZFP

BetoNPP ist der Kurztitel des Projekts »Hybridverfahren zur zerstörungsfreien Bewertung und tomographischen Bestandserfassung dickwandiger Stahlbetonstrukturen in kerntechnischen Anlagen«.

Vor dem Hintergrund einer Laufzeitverlängerung europäischer Kernkraftwerke (KKW) ist es auch für Deutschland wichtig, den Zustand der kerntechnischen Anlagen in den Nachbarländern beurteilen und Sicherheitsaspekte einschätzen zu können. Dies betrifft nicht nur Komponenten wie Reaktordruckbehälter, Rohrleitungen und Kabel, sondern auch die Betonkomponenten eines KKW, die sowohl die Umwelt vor Strahlung schützen (Bioschild) als auch die Kraftwerkskomponenten vor möglichen Beschädigungen durch äußere Einflüsse (die Schutzfunktion der Gebäudehülle reicht von der Bewitterung bis hin zu Terroranschlägen und Flugzeugabstürzen). Es ist bekannt, dass Beton über unterschiedliche Mechanismen altert – entsprechend finden sich im Bestand zahlreiche KKW mit zeitstandbedingten Fehlern im Beton wie Rissen und Delaminationen. Ein Großteil dieser Fehler ist als nicht sicherheitsrelevant anzusehen; insofern besteht eine Aufgabe darin, sicherheitskritische Fehler zu identifizieren. Ein sicherer Betrieb erfordert einerseits die Bewertung der Auswirkung dieser Fehlerarten auf die physikalische und biologische Schutzfunktion, andererseits mangelt es an Verfahren zur vollständigen Detektion, Vermessung und Dokumentation der Fehler, ihrer Ursachen und zeitlichen Veränderung.

Das Gesamtziel des durch das BMWi geförderten Projekts BetoNPP ist die Entwicklung einer Verfahrenskombination aus Mikrowellen- (Georadar) und magnetischen Streuflusstechniken, durch deren Informationsfusion bzw. Hybridisierung sowohl eine Tomographie als auch eine Zustandsbewertung dickwandiger Betonstrukturen von KKW erfolgen soll. Während die Georadartechnik unter Einsatz mehrerer Frequenzen zur Lokalisierung innerer Strukturen wie Bewehrung, Spanngliedern, aber auch möglicher Hohlräume und Fremdkörper dient, erfasst das Streuflussverfahren Diskontinuitäten (Risse, Brüche, irrtümliches Fehlen) von Spanngliedern und Bewehrung. Die Kombination der Verfahrensinformation mit dem Ziel einer automatisierten Merkmalsextraktion und Defekterkennung führt dabei zu einer verlässlichen Erfassung des baulichen Bestands und zugleich einer Bewertung des Bauteilzustands. Die Ergebnisse werden einer digitalen Zustandsakte zugeführt, die bei wiederkehrender Prüfung Rückschlüsse auf zeitliche Veränderungen am jeweiligen Ort zulässt. Gleichzeitig unterstützt die maschinelle Signalauswertung das Erkennen sicherheitskritischer Fehler in den umfangreichen Messdatensätzen.

Das Projekt BetoNPP wird gemeinsam mit dem Lehrstuhl für Messtechnik der Universität des Saarlandes (LMT-UdS) und der KIWA GmbH bearbeitet.

BetoNPP Eckdaten

Verbundvorhaben
Koordination durch Fraunhofer IZFP
Fördergeber: BMWi (GRS)
Laufzeit: 05/2021 bis 04/2024
Gesamtfördersumme: ca. 1,24 Mio. €