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DANS
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Est-a
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Plet
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Mul
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Pal-
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DES
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COTES
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sodium
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Polymer
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Rayon
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Organism
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olives
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Physical
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2514888A1
Family ID 4581365
Probable Assignee Framatome Et Cie
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title PROCEDE ET DISPOSITIF DE DETERMINATION DE LA FORME DE LA
PAROI INTERNE D'UN TUBE
Abstract
_________________________________________________________________
PROCEDE ET DISPOSITIF DE DETERMINATION DE LA FORME DE LA PAROI INTERNE
D'UN TUBE, NOTAMMENT AU NIVEAU D'UNE SOUDURE.
LE PROCEDE CONSISTE A DISPOSER DANS LE TUBE UN DISPOSITIF DE MESURE
PERMETTANT DE RELEVER LA DISTANCE SEPARANT UN POINT DONNE SITUE SUR LA
PAROI INTERNE DU TUBE ET L'AXE LONGITUDINAL DE CE TUBE, LE DISPOSITIF
DE MESURE ETANT DEPLACABLE DANS LE TUBE DE FACON A RELEVER LES COTES
SUCCESSIVES DUDIT POINT AU COURS DE SON DEPLACEMENT, LE MOUVEMENT DU
DISPOSITIF DE MESURE ETANT TEL QUE LE POINT AINSI MESURE SE DEPLACE
LONGITUDINALEMENT SELON UN MOUVEMENT ALTERNATIF SUR UNE DISTANCE
CONSTANTE, ET SE DEPLACE SIMULTANEMENT EN ROTATION LENTE AUTOUR DUDIT
AXE LONGITUDINAL, LE RELEVE DES MESURES ETANT ACHEVE LORSQUE LE POINT
MESURE A EFFECTUE AU MOINS UN TOUR COMPLET DANS LE TUBE.
APPLICATION AU CONTROLE DES TUBES D'UN GENERATEUR DE VAPEUR.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention concerne un procede et un dispositif de de-
termination de la forme de la paroi interne d'un tube, notamment au
niveau d'une soudure.
Il existe dans l'industrie de nombreux dispositifs comprenant des
tubes soumis a des contraintes mecaniques importantes Il en est par
exem- ple ainsi des tubes constituant le circuit eau-vapeur des
generateurs de vapeur du type sodium-eau Dans de tels generateurs de
vapeur, les tubes sont disposes en faisceaux relativement denses,
comportent de nombreuses sou- dures ainsi que divers coudes et sont
soumis a des contraintes thermiques relativement grandes La
verification de l'etat des tubes, notamment au ni- veau des soudures,
peut etre par consequent une operation relativement deli- cate a
effectuer sur des installations en cours de fabrication ou lors de la
maintenance.
Comme l'examen visuel de la forme exterieure d'un tube n'est pas
suffisant pour etre sur de la qualite d'une soudure, il a ete deja
propose d'effectuer des examens par rayons X, mais ceux-ci ne
permettent que la ve- rification de la compacite de la soudure,
c'est-a-dire permettent de veri- fier que la soudure ne comporte pas
de fissures internes Par un examen aux rayons X on ne peut guere
determiner avec precision la forme exterieure de la soudure Par
ailleurs, il est parfois impossible d'amener des appareils
radiographiques, vu leur encombrement, au niveau du tube a verifier
lorsque celui-ci est deja monte dans une installation.
Pour ces raisons la demanderesse a ete amenee a imaginer un nouveau
procede de determination de la forme de la paroi interne d'un tube,
base sur le principe d'une analyse dimentionnelle directe de cette
paroi interne a l'aide d'un appareil que l'on peut introduire par une
extremite du tube et que l'on peut amener, sur des distances parfois
assez longues, au niveau exact de la partie du tube que l'on veut
controler.
La determination de la forme de la paroi interne du tube doit pou-
voir permettre, dans certains cas, la determination et eventuellement
le tra- ce du contour du tube selon toute section etablie dans un plan
longitudinal ou radial du tube Elle doit pouvoir en consequence
permettre de definir tou- tes les caracteristiques dimentionnelles du
tube, par exemple, son diametre moyen, son degre d'ovalisation ou de
deformation Des mesures successives ef- fectuees selon l'invention au
cours de la vie du tube pouvant donnerpar
14888 exemple, son usure interne par oxydation, son agrandissement du
fait de la pression qui regne a l'interieur du tube lors de son
utilisation, sa defor- mation due aux supports, etc
Selon une caracteristique essentielle de ce procede de determina- tion
de la forme de la paroi interne du tube, notamment au niveau d'une
sou- dure, il est prevu de disposer dans le tube un dispositif de
mesure permet- tant de relever la distance separant un point donne
situe sur la paroi in- terne du tube et l'axe longitudinal de ce tube,
le dispositif de mesure etant deplacable dans le tube de facon a
relever les cotes successives dudit point du au cours de son
deplacement, le mouvement/dispositif de mesure etant tel que le point
ainsi mesure se deplace longitudinalement selon un mouvement alter-
natif sur une distance constante, egale a la longueur du troncon de
tube que l'on veut contr 8 ler, et se deplace, simultanement a ce
mouvement alter- natif, en rotation lente autour dudit axe
longitudinal, le releve des mesu- res etant acheve lorsque le point
mesure a effectue au moins un tour com- plet dans le tube.
La presente invention concerne aussi le dispositif de determination de
la forme de la paroi interne du tube qui comporte les moyens
mecaniques de deplacement de l'appareil de mesure conforme audit
procede, ce dispositif de- vant etre en outre agence de facon qu'il
puisse etre enfile et deplace lon- gitudinalement a l'interieur de ce
tube sans se bloquer dans les parties courbes du tube, s'il en existe.
Selon une autre caracteristique essentielle de l'invention, ce dis-
positif de determination de la forme de la paroi interne d'un tube
comprenant un ensemble moteur-reducteur entrainant en rotation un
arbre sur lequel sont montesune came et un pignon d'entree d'un train
reducteur, une piece mobile portant un dispositif de mesure du rayon
du tube en un point donne, ladite piece mobile etant a la fois
accouplee au pignon de sortie du train reduc- teur, afin de tourner
lentement autour de l'axe longitudinal et etant en con- tact avec la
came afin de se deplacer simultanement selon un mouvement alter- natif
longitudinal, et comprenant d'autre part une tige flexible destinee a
deplacer l'appareil de prise de mesure longitudinalement dans le tube,
ainsi qu'un appareil de lecture des mesure s, connu en soi, situe a
l'exterieur du tube et relie au dispositif de mesure par
l'intermediaire de liaison electri- que.
Le dispositif conforme a la presente invention peut etre utilise pour
determiner la forme de la paroi interieure d'un tube, non seulement au
niveau d'une soudure mais aussi en n'importe quel point du tube dont
on veut determiner la forme geometrique, par exemple afin de verifier
qu'il n'a pas ete soumis a des contraintes mecaniques anormales ou a
une corrosion.
D'autres avantages propres a cette invention apparaitront lors de la
description detaillee de l'exemple de realisation qui va suivre, il-
lustree par les figures annexees. La figure 1 est une coupe
longitudinale d'un appareil de prise de mesure selon la presente
invention, dispose a l'interieur du tube a contro- ler. La figure 2
represente en coupe longitudinale la liaison entre l'appareil de prise
de mesure et l'exterieur.
La figure 1 montre d'une facon generale un tube 1 a l'interieur duquel
est dispose un ensemble de mecanismes que nous decrirons par la sui-
te, ce tube 1 etant forme de deux troncons assembles bout a bout par
sou- dure Le cordon de soudure represente ici forme un anneau qui fait
tout le tour du tube et qui peut presenter certaines irregularites de
forme Dans l'exemple de realisation decrit ici un appareil de prise de
mesure est dis- pose a l'interieur du tube de facon a analyser la
forme de la paroi interne de ce tube au niveau de la soudure 2, 3
C'est dans cette region que peut se produire le plus souvent des
defauts La soudure peut par exemple pre- senter un bourrelet comme
represente en 2 ou un defourni comme represente en 3 Le procede de
determination de la forme du tube 1 consiste a effec- tuer un grand
nombre de mesures en differents points du tube, dans la re- gion a
controler, ces mesures consistant a determiner la distance separant un
point donne de la paroi interne du tube et l'axe 4 Dans l'exemple de
re- alisation la mesure de cette distance est effectuee a l'aide du
palpeur 5 relie a une piece 6 dont l'axe reste confondu, quel que soit
son mouvement, avec l'axe longitudinal 4 du tube Lors du
fonctionnement de l'appareil, la piece 6 se deplace longitudinalement
de facon que le palpeur 5 soit mis con- tinuellement en contact avec
la paroi interne du tube 1 en se deplacant lon- gitudinalement de
facon alternative entre les postions extremes 5 a et 5 b.
simultanement a ce mouvement alternatif longitudinal la piece 6 tourne
len- tement sur e Ue-meme autour de l'axe 4 et entra Ine donc une
rotation equiva- lente du palpeur 5 Pour chacun des deplacements aller
ou retour du palpeur entre les positions 5 a et 5 b, celui-ci tourne
d'une faible fraction de tour.
En cours de fonctionnement, le palpeur 5 effectue donc un grand nombre
d'al- ler et retour entre les positions 5 a et 5 b avant d'effectuer
un tour complet dans le tube Si nous effectuons un trace developpe de
la face interne du tube, il est possible de representer, comme cela a
ete fait sur la figure 1, le chemin 7 que suit le palpeur 5 sur la
surface interne du tube et qui peut etre approximativement celui d'une
sinusoide d'amplitude egale a la distance separant les positions
longitudinales extremes 5 a, 5 b et de periode egale au deplacement
angulaire du palpeur lorsque celui-ci a effectue un deplacement
longitudinal d'aller et de retour Le palpeur 5 delivre continuellement
un signal representant la distance qui le separe de l'axe 4, ce signal
est transmis a l'exterieur du tube par l'intermediaire d'un cable qui
s'etend a l'interieur du tube pour ressortir a l'une de ses extremites
pour etre branche sur un appareil de lecture de la mesure donnee par
le palpeur 5 Pour obtenir la determination de la forme de la paroi
interne du tube, il faut donc relever les indications de distance
fournies par le palpeur en une mul- titude de points situes sur le
chemin 7 que suit ce palpeur, pendant tout le temps que met le palpeur
pour effectuer un tour complet a l'interieur du tube. Dans l'exemple
de realisation qui est represente en figure 1, la mesure de la
distance separant le palpeur de l'axe 4 s'effectue en realite a l'aide
de la lame piezo-electrique 8 qui relie la piece mobile 6 au pal- peur
5, et qui delivre, d'une facon connue une charge electrique
proportion- nelle au deplacement de son extremite qui supporte le
palpeur 5 par rapport a la piece 6 Cette charge electrique est
transmise vers l'exterieur par l'intermediaire d'un cable electrique
9.
Nous allons maintenant decrire le dispositif mecanique qui permet de
generer le mouvement complexe de la piece mobile 6 qui imprime au
palpeur son mouvement selon un chemin 7 sensiblement sinusoidal Le
dispositif comprend pour cela, tout d'abord un moteur 10 qui est
accouple a un reducteur 11 dont l'arbre de sortie qui tourne assez
lentement est accouple a l'arbre
12 par l'intermediaire d'un joint de cardan classique 13, 14, 15
L'ensem- ble moteur-reducteur 10, 11 sont maintenus rigidement, lors
du fonctionne- ment de l'appareil, a la fois longitudinalement et
angulairement a l'aide des pieces 16, 17, 18, 19 qui forment des
supports pour l'ensemble moteur- et reducteur et pour l'arbre 4/qui
exercent a l'interieur du tube une friction suffisante pour eviter
leur deplacement pendant la mesure Sur l'arbre ro- tatif 12 sont
montes rigidement deux pieces 20 et 21 La piece 20 qui est donc
entrainee en rotation supporte une came cylindrique 28 qui provoque,
lors de sa-rotation, le deplacement longitudinal alternatif de la
piece 6 qui comporte une partie qui a une forme complementaire a la
forme de la came 28 de la piece 20 Par ailleurs, la piece 21 qi est
montee rigidement sur l'arbre rotatif 12 est constitue d'un
porte-satellite qui entrine en
2 514888 rotation les axes des satellites 24 et 25 Ces satellites 24
et 25 sont lies rigidement en rotation Le satellite 25 est en prise
avec une roue dentee fixe 29 et le satellite 24 est en prise avec une
roue dentee 26 re- liee a une piece 27 Les roues dentees 29 et 26 ont
un nombre de dents le- gerement differents, et l'ensemble de train
epicycloldal 24, 25, 26 et 29 fonctionne par consequent, de facon
connue, comme un reducteur dont l'en- tree est constituee par le
porte-satellite 21 et la sortie, dont le mouve- ment est reduit, est
constituee par la roue dentee 26 La piece 27 qui tour- ne donc
beaucoup plus lentement que la roue 12 comporte une rainure longi-
tudinale 30 dans laquelle vient s'engager un pion 22 qui est relie a
la piece mobile 6 La piece mobile 6, outre son mouvement longitudinal
alter- natif genere par lacame 28, tourne donc simultanement a la meme
vitesse que la piece 27 Le palpeur 5 qui est relie a la piece 6 est
par consequent ani- me du mouvement longitudinal alternatif associe
aux mouvements de rotation lente, et suit donc un chemin qui peut
s'apparenter a une sinusolde 7 le long de la paroi interne du tube, en
restant toujours en contact avec cette paroi du tube.
Sur la figure 2, on a represente un ensemble d'elements qui permet-
tent de faire communiquer l'appareil de prise de mesure avec
l'exterieur.
L'appareil de mesure est deplace a l'interieur du tube 1 a l'aide
d'une tige flexible 31 dont la longueur est de preference superieure a
la longueur du tube Les extremites de la tige 31 sont fixees d'une
part en 33 sur ltappa- reil exterieur 32 servant a la lecture et
l'interpretation du-signal, et d'autre part en 34 sur l'appareil de
prise de mesure Sur toute la longueur du tube flexible 31, il est
preferable de fixer des olives de guidage 35 re- gulierement espacees
A l'interieur de la tige flexible 31 on fait passer le cable
electrique 9 provenant de la lame piezo-electrique 8 ainsi que di-
vers cables de commande et de fourniture en energie electrique pour le
mo- teur 10.
Comme il est difficile de reperer la position exacte de l'appareil de
prise de mesure lorsqu'il est introduit dans le tube 1, il est
possible d'adapter, sur l'extremite de l'appareil de prise de mesure,
un element fixe longitudinalement par rapport a l'appareil, permettant
de localiser avec pre- cision l'appareil a l'aide d'un detecteur
approprie, situe a proximite du tube Cet element peut etre par exemple
un aimant, le detecteur etant alors un detecteur magnetique Cet
element peut etre aussi un element radio-actif, le detecteur
etantalors un detecteur de radio-activite.
Le joint de cardan 13, 14 et 15 permet d'eviter le coincement de
D 14888 l'appareil lors de son enfilage dans le tube au passage des
coudes.
L'appareil exterieur 32, servant a la lecture et a l'interpre- tation
des signaux provenant de l'appareil de mesure, peut comprendre, de
preference, essentiellement, un convertisseur analogique-numerique qui
transforme le signal, et un ordinateur qui traite les valeurs
numeriques fournies par le convertisseur L'ordinateur peut etre
programme de facon a donner, a partir de ces valeurs numeriques, des
informations numeriques permettant d'etablir, par exemple, le trace du
contour de la face interne du tube, selon differentes sections
etablies dans des plans longitudinauxw ou desplans radiaux par rapport
au tube.
L'invention ne se limite pas, en ce qui concerne le dispositif, au
mode de realisation qui vient d'etre decrit, elle en comporte au
contrai- toutes les variantes, et l'on peut modifier les points de
details sans pour autant sortir du cadre de l'invention On peut par
exemple imaginer d'au- tres dispositifs permettant de generer le
mouvement sinusoidal du palpeur; on peut aussi appliquer cette
invention au contr 8 le de tubes utilises dans des installations
diverses.
14888
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1. Procede de determination de la forme de la paroi interne d'un tube,
notamment au niveau d'une soudure, caracterise en ce qu'il consiste a
disposer dans le tube un dispositif de mesure permettant de relever la
distance separant un point donne situe sur laparoi interne du tube et
l'axe longitudinal de ce tube, le dispositif de mesure etant
deplacable dans le tube de facon a relever les cotes successives dudit
point au cours de son deplacement, le mouvement du dispositif de
mesure etant tel que le point ainsi mesure se deplace
longitudinalement selon un mouvement alternatif surune distance
constante, et se deplace simultanement en rotation lente au-tour dudit
axe longitudinal, le releve des mesures etant acheve lorsque lepoint
mesure a effectue au moins un tour complet dans le tube.2. Dispositif
de determination de la forme de la paroi interne d'un tube, notamment
au niveau d'une soudure, permettant d'effectuer les mesures selon le
procede de la revendication 1, caracterise par le fait qu'ilcomprend
un appareil de prise de mesure constitue d'un ensemble
moteur-re-ducteur entrainant en rotation un arbre sur lequel est fixe
rigidement une came, un train reducteur comprenant une roue d'entree
et une roue de sortie,ladite roue d'entree etant fixee rigidement sur
ledit arbre, une piece mobi-le supportant un dispositif de mesure du
rayon du tube en un point donne, ladite piece mobile etant a la fois
liee en rotation a la roue de sortie du train reducteur afin de
tourner lentement autour de l'axe longitudinal, eten contact avec la
came afin de se deplacer simultanement selon un mouve-ment alternatif
longitudinal, qui comprend aussi une tige flexible destinee a deplacer
l'appareil de prise de mesure longitudinalement dans le tube, et qu'il
comprend d'autre part un appareil connu en soi de lecture des
mesuresrelie a l'appareil de prise de mesure et situe a l'exterieur du
tube.3. Dispositif de detection de la forme de la paroi interne d'un
tube selon la revendicatio N 2, caracterise par le fait que ladite
came estde forme cylindrique (28) et que ledit train reducteur est un
train epicy-clo Tdal (24, 25, 26, 29) comprenant un porte-satellite
(21), deux satelli-tes (24, 25) lies en rotation et engrenant
respectivement avec un pignon (26) et un pignon (29) fixe en rotation
et dont le nombre de dents est differentde celui du pignon (26),
ladite roue d'entree du pignon reducteur etant cons-titue par le
porte-satellite (21) et ladite roue de sortie du train
reducteuretant-constitue par le pignon (26).4. Dispositif de
determination de la forme de la paroi interned'un tube selon l'une des
revendications 2 ou 3, caracterise par le fait quele dispositif de
mesure est constitue d'un palpeur (5) relie a ladite pie-ce mobile (6)
par l'intermediaire d'une lame piezo-electrique (8) delivrant une
charge electrique qui est envoyee dans l'appareil de lecture situe
al'exterieur du tube par l'intermediaire d'un cable electrique (9).5
Dispositif de detection de la forme de la paroi interne d'untube selon
l'une quelconque des revendications 2 a 4, caracterise par lefait que
le moteur reducteur (10, 11) entratne en rotation l'arbre (12)
parl'intermediaire d'un joint de cardan (13,-14, 15), afin de
permettre a l'en-semble de l'appareil ainsi constitue un deplacement
longitudinal a l'inte-rieur du tube sans risque de coincement dans les
courbures du tube.6. Dispositif de detection de la forme de la paroi
interne d'untube selon l'une quelconque des revendications 2 a 5,
caracterise par lefait que l'appareil de prise de mesure comporte en
outre un aimant (36) per-mettant de localiser avec precision
l'appareil de mesure lorsqu'il est in-troduit dans le tube, la
localisation s'effectuant a l'aide d'un detecteur-magnetique, connu en
soi, dispose a l'exterieur du tube.
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