Cold Spray a jeho využití v Temelíně

Cold spray (česky „studený nástřik“) je metoda, při které se kovový prášek vystřelí obrovskou rychlostí na povrch – tak rychle, že se částice k povrchu doslova „přilepí“, aniž by se materiál roztavil. Je to povrchová úprava, která nepotřebuje vysoké teploty, takže se nic nespálí, nedeformuje ani neroztaví. Čeští energetici jako jedni z prvních v jaderném světě využili tuto technologii při údržbě a opravách v Jaderné elektrárně Temelín.

Jak funguje studený nástřik

Kovový prášek (např. hliník, měď, titan) se urychlí proudem stlačeného plynu na nadzvukovou  rychlost. Když částice narazí na povrch, plasticky se zdeformují a pevně se k němu přichytí. Vznikne tak vrstva kovu, která je velmi soudržná, ale vznikla bez tepla. Můžete si to představit, jako když hodíte sněhovou kouli tak rychle, že se při dopadu rozplácne a přilepí – jen zde je to v měřítku mikročástic.

K čemu se cold spray nejčastěji používá

Opravy kovových dílů (letectví, energetika, automobilový průmysl) – obnovování opotřebených povrchů, doplňování materiálu, vyplňování prasklin. Antikorozní a ochranné vrstvy – hliník nebo zinek jako ochrana proti korozi. Vodivé vrstvy v elektronice – měděné povlaky bez tepelného poškození součástek. Opravy citlivých materiálů – například hliníkových dílů, které by se při klasickém svařování zdeformovaly.

Hlavní výhody

Žádné vysoké teploty, nedochází k deformaci, přehřátí ani změně struktury materiálu. Velmi pevná vrstva díky vysoké rychlosti částic. Možnost opravovat díly, které by jinak nešly svařit (např. slitiny citlivé na teplo). Nízké riziko prasklin a pórů oproti tepelným nástřikům. Ekologičtější a bezpečnější – žádné spalování, žádné toxické výpary.

Opravy bez žáru, plamene a rizika poškození materiálu

Temelín se stal jednou z prvních jaderných elektráren na světě, která tuto technologii využila v praxi. Před časem novou metodu vyzkoušeli při opravě vysokotlakého dílu turbíny druhého bloku a elektrického generátoru. Nyní ve spolupráci s Výzkumným a zkušebním ústavem (VZÚ) Plzeň chtějí moderní metodu, která umožňuje doplnit chybějící materiál s přesností setin milimetru bez nutnosti klasického svařování, kvalifikovat i na opravu těsnicích ploch a u tepelných výměníků a armatur. „Zavádíme nové technologie a postupy, mezi které metoda Cold Spray jednoznačně patří, i když vždy postupujeme konzervativně a bezpečnostní parametry, spolehlivost a efektivitu nových postupů si ověřujeme,“ uvádí Bohdan Zronek, člen představenstva ČEZ a ředitel divize jaderná energetika.

Kovový prach letí rychleji než zvuk

„Základní materiál zůstává téměř nedotčený, což je při opravách citlivých komponent elektrárny klíčové. Nevzniká zde žádné tepelně ovlivněné pásmo jako u svařování, nedochází k oxidaci, ani k tepelnému stresu,“ vysvětluje Zdeněk Čančura, ředitel útvaru řízení kvality jaderných elektráren.

Místo výměny stačí cílená oprava

Hlavní výhodou pro elektrárnu je úspora času i nákladů. Metoda totiž umožňuje opravit i drobné defekty přímo na místě bez nutnosti výměny celých drahých dílů. Výsledný povlak je velmi tenký a snadno opracovatelný. V případě potřeby můžou technici vrstvu kdykoli doplnit bez jakékoli tepelné přípravy. Zavedení technologie Cold Spray je dalším krokem k zajištění dlouhodobého provozu temelínských bloků.