Ringhals utvecklar underhållet med 3D-printning

Komponenter som tidigare var självklara standardartiklar kan i dag ha leveranstider på flera år. När Ringhals planerar för drift långt in i framtiden blir tillgången till reservdelar en allt mer strategisk fråga. 3D-printning har vuxit fram som ett sätt att minska sårbarheten i försörjningskedjan, men tekniken måste kunna kvalificeras för en av Sveriges mest strikt reglerade verksamheter.

När Ringhals reaktorer 3 och 4 sattes i drift under 1980-talet var tillgången på reservdelar inget bekymmer. Tillverkarna var etablerade, delarna följde standarder och leveranser kunde planeras utan större osäkerhet. I dag är förutsättningarna helt förändrade. Många komponenter tillverkas inte längre, leverantörer har lämnat marknaden och konkurrensen om de få underleverantörer som finns kvar har ökat, särskilt i takt med att ny kärnkraft diskuteras både nationellt och internationellt.

– Vi har anläggningar som har varit i drift i drygt 40 år och nu pratar man om att förlänga livslängden upp mot 80 år. Det ställer helt andra krav på vår förmåga att ersätta komponenter och säkra reservdelar över tid, säger Per Waernqvist, senior materialingenjör på Ringhals och fortsätter:

– När vi tittar på de leverantörer vi har tillgång till idag så är det nästan monopol på marknaden. Så vi betalar ju i vissa fall jättehöga priser för våra komponenter.

Beprövad teknik avgörande i strikt reglerade miljöer

Att additiv tillverkning är intressant råder det inga tvivel om, men för Ringhals är det inte tillräckligt att tekniken fungerar i andra branscher. Inom kärnkraft måste varje ny metod uppfylla både interna riktlinjer och myndighetskrav, där fokus ligger på att de installerade komponenterna är väl beprövade, både när det gäller teknik och material.

Mot den bakgrunden inledde Ringhals 2018 ett samarbete med RISE och det som idag kallas AM-Center. Målet var inte att snabbt börja producera delar, utan att bygga upp kunskap kring additiv tillverkning och förstå hur tekniken kan kvalificeras för en strikt reglerad industri. Samarbetet har gett Ringhals tillgång till både utrustning och expertkompetens genom hela värdekedjan.

– Vi måste vara väl förtrogna med vad vi sätter in i våra anläggningar. Det ska vara väl beprövad teknik och väl beprövade material. Det är inte bara det vi tillverkar själva i egen regi, utan även det som kommer till oss från andra leverantörer. Då måste vi kunna kravställa dem, säger Per Waernqvist.

Arbetet har täckt allt från pulvertillverkning och design till efterbehandling och materialprovning. Under åren har ett flertal gemensamma projekt genomförts, där komponenter testats, utvärderats och dokumenterats enligt Ringhals interna standarder. Resultatet är en växande kunskapsbas som nu börjar ge konkreta tillämpningar.

Från experiment till praktiskt genomförande

Per Waernqvist förklarar att de additivt tillverkade komponenter som hittills installerats främst är icke tryckbärande delar, som rörstöd och interna filterkomponenter. Dessa delar har medvetet valts för att möjliggöra en gradvis utvärdering av tekniken utan att kompromissa med säkerheten. Samtidigt ger installationerna värdefull information om drift och materialegenskaper.

– Vi har redan satt in komponenter i drift och följer dem över tid. Det ger oss möjlighet att samla verklig erfarenhet och bygga förtroende för tekniken, säger han.

Samtidigt pågår ett omfattande arbete med standardisering, både på nationell och internationell nivå. För kärnkraftsindustrin är detta en central del, eftersom nya tillverkningsmetoder måste kunna granskas, verifieras och godkännas av både interna och externa instanser innan de kan tas i bruk. Först när regelverk och standarder finns på plats kan additiv tillverkning gå från pilotprojekt till bredare användning.

– Ett krav som vi har ställt från början är att det vi får fram ska vara minst lika bra eller bättre än konventionellt tillverkat material. Det gäller alla aspekter, mekanik, brottmekanik och korrosion under alla planerade driftförhållanden.

Intern lagring, virtuella lagerlösningar och underhåll på begäran

På sikt ser Ringhals additiv tillverkning som ett sätt att minska riskerna, särskilt när kritiska komponenter inte längre kan köpas med rimliga leveranstider. Per Waernqvist beskriver hur tekniken kan möjliggöra virtuella lager, där reservdelar inte behöver fysiskt lagras utan istället kan tillverkas vid behov.

– Man pratar ju om någonting som man kallar on-demand manufacturing. Det vill säga att man proaktivt kan skapa 3D-modeller av befintliga komponenter och därigenom bygga virtuella lager.

Det är en av anledningarna till att Ringhals, tillsammans med Forsmark och Vattenfall, nu undersöker ett business case för en möjlig inhouse-verksamhet. Det skulle bli en ny typ av satsning för Vattenfall, men Waernqvist påpekar att leverantörssituationen, det geopolitiska läget och industrins omställning gör initiativet mer strategiskt än tidigare.

– Vi ser definitivt att det finns ett incitament för att skapa en trygghet i och med att kunna tillverka komponenterna i egen regi, det vill säga att inte vara helt beroende av någon annan leverantör, säger Waernqvist och avslutar:

– På Additive Intelligence kommer vi prata om samarbetet med RISE, vinsterna vi ser och hur långt vi faktiskt har kommit i processen. Samtidigt tittar vi framåt, på vad som krävs för att eventuellt bygga upp en egen förmåga inom Vattenfall.

Underhållsmässan 2026 och Additive Intelligence 4.0

Den 12-13 mars deltar Vattenfall på Additive Intelligence 4.0 med föredrag, där Ringhals och samarbetet med RISE är en central del. Fokus ligger på vad som krävs för att föra in tekniken i en reglerad miljö, från materialdata och processkontroll till standarder och verifiering.

Är du nyfiken på Additive Intelligence 4.0? Här kan du läsa mer och boka din plats på konferensen »

För att läsa mer om Underhållsmässan och hämta din kostnadsfria entrébiljett – Klicka här ».