CN113748334A

CN113748334A - 检查中空纵向管状元件的焊缝的检查装置

Info

Publication number: CN113748334A
Application number: CN202080029896.XA
Authority: CN
Inventors: 纪尧姆·孔布雷; 安东尼·罗布兰; 斯特凡娜·布尔古瓦
Original assignee: Framatome SA
Current assignee: Areva NP SAS
Priority date: 2019-04-19
Filing date: 2020-04-17
Publication date: 2021-12-03
Also published as: EP3956657A1; FR3095274B1; FR3095274A1; WO2020212550A1

Abstract

本发明涉及一种检查中空纵向管状元件的焊缝的检查装置(10)，包括：‑底架(12)，‑附接和锁定系统(14)，其将所述底架附接和锁定在管状元件上，‑可移动器件(19)，其连接到底架(12)并且可围绕管状元件相对于底架(12)旋转，‑旋转驱动装置(20)，其用于驱动可移动器件(19)相对于底架(12)旋转，‑支撑件(29)，其包括连接到可移动器件(19)的至少一个傅科电流传感器单元(24)，支撑件(29)可相对于可移动器件(19)纵向平移，‑纵向平移驱动装置(26)，其用于驱动所述支撑件(29)纵向平移。

Description

检查中空纵向管状元件的焊缝的检查装置

技术领域

根据第一方面，本发明涉及一种检查中空纵向管状元件的焊缝的检查装置。

更具体地，本发明涉及一种用于从外部检查管状元件的焊缝的检查装置。

背景技术

例如，本发明涉及用于确保对核反应堆的主回路进行物理测量(流速、压力)的管道或管道线路的焊缝检查装置。这些管道在英文中也称为“tubing”，存在于反应堆厂房中。其外部直径很小。

例如，在更换核反应堆的蒸汽发生器时，应更换管道中直接联接至蒸汽发生器的部分。因此，一旦更换了蒸汽发生器，就必须对这些管道的焊缝进行检查。

为此，已知使用通过使用照相胶片和放射源(例如铱192)的焊缝射线照相检查装置。这些检查漫长而乏味。该技术还涉及对放射源的大量操作。用于胶片显影的化学品也应经过特殊处理。此外，操作条件需要有资质的辐射防护人员。最后，这种技术不允许实时获得结果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种允许精确、可靠、无损、容易且快速地检查中空管状元件并且特别适用于核环境的检查装置。

为此，本发明涉及上述类型的检查装置，包括：

-底架，

-附接和锁定系统，其用于将所述底架附接和锁定在管状元件上，

-可移动器件，其连接到底架并且可相对于底架围绕管状元件旋转移动，

-旋转驱动装置，其用于驱动可移动器件相对于底架旋转，

-支撑件，其包括至少一个傅科电流传感器单元，该傅科电流传感器单元连接到可移动器件，该支撑件可相对于可移动器件纵向平移移动，

-纵向平移驱动装置，其用于驱动所述支撑件纵向平移。

这种装置允许减少检查持续时间以及对结果的实时解释。避免了对化学品和放射源进行操纵，这大大降低了与检查操作相关的风险。最后，没有放射源允许在进行检查的地点进行协同活动。

根据特定实施例，检查装置根据任何技术上可能的组合包括以下特征中的一个或多个：

-可移动器件包括适于围绕管状元件的圆柱形套筒；

-旋转驱动装置和/或纵向平移驱动装置为手动机械驱动装置；

-可移动器件的旋转驱动装置包括从底架突出设置并固定至驱动小齿轮的抓握器件，以及与所述驱动小齿轮和可移动器件配合以驱动可移动器件相对于底架旋转的多个小齿轮；

-可移动器件可围绕管状元件在多个位置之间旋转移动，多个位置介于十到二十四个之间；

-该装置还包括至少一个分度装置，该至少一个分度装置被构造为确定可移动器件围绕管状元件的位置；

-纵向平移驱动装置包括围绕可移动器件的圆柱形套筒，圆柱形套筒限定圆周凹颈，支撑件包括与圆柱形套筒的圆周凹颈配合的滑动件；

-支撑件可相对于可移动器件在多个位置之间纵向平移移动。

根据第二方面，本发明涉及一种使用上述检查装置检查中空纵向管状元件的焊缝的检查方法，该方法包括以下步骤：

-使用附接和锁定装置将底架附接并锁定在管状元件上，

-使用旋转驱动装置使可移动器件围绕管状元件相对于底架旋转位移至少一次至一角度位置中，和/或使支撑件沿着管状元件相对于可移动器件纵向平移位移至一纵向位置中，

-使用傅科电流传感器单元获取测量。

根据特定实施例，根据本发明的方法可以包括以下特征：

-对于每个角度位置，使支撑件沿着管状元件从第一极限检查位置连续纵向平移位移至多个纵向位置中直至第二极限检查位置。

附图说明

本发明的其他特征和优点将通过阅读以下描述而变得显而易见，这些描述仅作为示例给出并参考附图，其中：

[图1]图1是根据本发明的检查装置的总体立体图。

[图2]图2是图1的检查装置的可移动器件的旋转驱动装置的更详细立体图。

[图3]图3是图1的检查装置的支撑件的纵向平移驱动装置的详细立体图。

以及

[图4]图4是与图1的检查装置的支撑件的纵向平移驱动装置协作的可移动器件的旋转驱动装置的详细立体图。

具体实施方式

根据本发明的用于检查中空纵向管状元件(未示出)的焊缝的检查装置10在图1中示出。

中空管状元件是例如存在于核电站反应堆厂房中的由奥氏体不锈钢制成的薄厚度管道。

管状元件的外部直径例如介于8mm和20mm之间。管状元件的外部直接优选地约为9.5mm。管状元件的壁厚度小于2mm并且优选地约为1.65mm。

管状元件的小尺寸(直径、厚度)允许同时进行表面检查以及体积检查。

通常，表面和体积这两种类型的检查很可能在反应堆厂房中的管道上进行。

焊缝通常是两个中空管状元件之间的对接焊缝。

检查装置10包括底架12以及将所述底架12附接并锁定在管状元件上的附接和锁定系统14，其在图1中更具体可见。

附接和锁定系统14可在管状元件未保持在检查装置10中的打开位置和管状元件保持在检查装置10中的闭合位置之间移动。

附接和锁定系统14包括保持器件16以及分别在第一端部21处固定到保持器件16并且在第二端部22处固定到底架12的两个连杆18。在每个连杆18的第一端部21处，连杆18可围绕第一旋转轴线相对于保持器件16旋转移动。在每个连杆18的第二端部22处，连杆18可围绕基本平行于第一旋转轴线的第二旋转轴线相对于底架12旋转移动。

当检查装置10固定到中空管状元件上时，第一和第二旋转轴线基本上平行于中空管状元件的纵向方向。

更具体地，附接和锁定系统14包括至少一个保持钩23，例如两个保持钩23，如图1所示。保持钩固定在底架12上。

保持钩23限定了用于接收管状元件的接受容纳部25。

保持器件16分别包括两个固定器件27，其在闭合位置中与保持钩23配合。

有利地，每个固定器件27均具有与保持钩23的形状互补的形状。因此，在闭合位置，管状元件被保持在由保持钩23和保持器件16的固定器件27所限定的接收容纳部25中。

因此，在操作中，附接和锁定系统14允许将管状元件夹持在检查装置10中。

优选地，附接和锁定系统14包括例如至少一个可移除组装器件(未示出)，例如螺栓，以便将保持器件16固定在底架12上。

附接和锁定系统14允许将检查装置10牢固地保持在管状元件上并防止装置10在测量操作时的任何意外移位。这有助于提高在管状元件上进行的测量的可靠性和准确性。

更具体地在图2中可见，检查装置10包括连接到底架12的可移动器件19、用于驱动可移动器件19相对于底架12旋转的旋转驱动装置20、包括连接到可移动器件19的至少一个傅科电流传感器单元24的支撑件29，以及用于驱动所述支撑件29的纵向平移的纵向平移驱动装置26。

可移动器件19包括适于围绕管状元件的圆柱形套筒28。当检查装置10固定于管状元件上时，圆柱形套筒28基本沿管状元件的纵向方向延伸。

圆柱形套筒28安装为可在保持钩23的内面上滑动。

可移动器件19可围绕管状元件相对于底架12旋转移动。更具体地，当检查装置10固定于管状元件上时，可移动器件19的旋转轴线与管状元件的纵向轴线基本重合。

有利地，可移动器件19可围绕管状元件在多个位置之间旋转移动。优选地，位置是离散且稳定的。

多个位置例如介于十到二十四个之间，例如二十一个。

位置例如有规律地围绕管成角度分布。

优选地，位置分布在管的整个周边上。

作为变型，位置分布在管的周边的一部分上，例如在180°的角度距离上。

因此，正如将在描述中更详细地看到的，可移动器件19的每次旋转移位引起包括傅科电流传感器单元24的支撑件29围绕管状元件的移位。

优选地，旋转驱动装置20为手动机械驱动装置。

如在图2中可以更具体地看到的，旋转驱动装置20包括例如从底架12突出设置并固定到驱动小齿轮32的抓握器件30。抓握构件30例如设置于底架12的允许用户易于进行抓握的侧向壁34上(图1)。

旋转驱动装置20还包括与所述驱动小齿轮32和可移动器件19配合，更具体地，与固定在可移动器件19的端部上的齿环38配合的多个小齿轮36。

旋转驱动装置20允许可移动器件19可靠且精确地移位。旋转驱动装置20还确保可移动器件19围绕管状元件的位置的良好重复性和良好再现性。因此，当可移动器件19占据多个位置中的最后一个位置时，通过使用驱动装置20使可移动器件19进行额外移位将使可移动器件19重新精确地驱动至多个位置中的第一位置中。

检查装置10有利地包括第一分度装置(未示出)，其被构造为确定可移动器件19围绕管状元件的角度位置。

因此，在任何时候，可移动器件19围绕管状元件的角度位置都是精确已知的并且被索引到傅科电流传感器单元24的每次采集。这确保了对管状元件的圆周图像的准确且高质量的重建。

支撑件29可相对于可移动器件19纵向平移移动。

相反，支撑件29围绕管状元件可旋转地连接到可移动器件19。

优选地，支撑件29可相对于可移动器件19在多个位置之间平移。

位置优选地是离散且稳定的。

例如，支撑件29可在管状元件上的第一极限检查位置和管状元件上的第二极限检查位置之间移动。

第一极限检查位置和第二极限检查位置之间的距离介于30mm和50mm之间。

因此，支撑件29有利地在第一极限检查位置和第二极限检查位置之间的多个位置之间移动。在每个位置处，使用傅科电流传感器单元24进行测量。

例如，支撑件29在第一极限检查位置和第二极限检查位置之间移位恒定间隔。

该间隔例如等于0.1mm。

例如，位置以恒定步度彼此间隔开。

如在图3和图4中可以详细看到的，纵向平移驱动装置26包括例如围绕可移动器件19的圆柱形套筒40以及包括傅科电流传感器单元24的保持器件。

平移驱动装置26与支撑件29配合。

因此，例如，圆柱形套筒40限定了圆周凹颈42并且支撑件29包括与圆柱形套筒40的圆周凹颈42配合的滑动件44。

如图2中可见，可移动器件19限定了窗口45，滑动件44穿过该窗口与圆周凹颈42配合。

可移动器件19在窗口45处限定了用于支撑件29的纵向滑动件。

圆柱形套筒40安装成可在可移动器件19上纵向滑动。

圆柱形套筒40还允许引导可移动器件19旋转。

更具体地，当可移动器件19围绕管旋转时，滑动件44在圆周凹颈42中移位。

此外，圆周凹颈42与滑动件44配合以纵向驱动支撑件29并因此纵向驱动傅科电流传感器单元24。

因此，圆柱形套筒40驱动包括傅科电流传感器单元24的支撑件29沿着管状元件纵向平移。

优选地，支撑件29的纵向平移驱动装置26是手动机械驱动装置。

例如，纵向平移驱动装置26还包括固定在圆柱形套筒40上并相对于底架12突出的抓握器件46(图1)。

根据本发明的检查装置10优选地包括构造成确定支撑件29相对于可移动器件19的纵向位置的第二分度装置(未示出)。

因此，在任何时候，支撑件29的纵向位置都是精确已知的并且被索引到傅科电流传感器单元24的每次采集。这确保了对管状元件图像的准确且高质量的重建。

傅科电流传感器块24包括探针48，其包括相对于彼此正交且安装在铁氧体立方体52上(图3)的两个正交线圈50。

线圈50例如以差模供电。傅科电流传感器单元24因此对管状元件的焊缝处的潜在缺陷的定向不敏感。在测量时，线圈50的阻抗变化沿着管状元件以及整个围绕管状元件进行分析。这种测量允许在两个维度上绘图管状元件的焊缝。对该绘图的分析允许可能检测到焊缝处是否存在不连续性。

傅科电流传感器单元24有利地进一步包括磁饱和装置54，其允许标准化焊缝的磁导率。

例如，磁饱和装置54包括沿相同方向定向的两个磁体56。两个磁体56旨在设置于待检查的管状元件的两侧，更具体地，设置于焊缝处。

有利地，傅科电流传感器单元24还包括用于将探针48保持在管状元件的表面上的保持装置58。

保持装置58允许确保即使当管状元件或焊缝的外表面不规则时，探针48也始终与管状元件的表面和焊缝的表面接触。

检查装置10通常包括连接到傅科电流传感器单元24以及第一和第二分度装置的采集单元(未示出)，以便将傅科电流传感器单元24的测量从动于其相对于焊缝的位置(围绕管状元件的角度位置以及沿管状元件的纵向位置)。

通常，测量被传送到处理单元(未示出)，例如微型计算机以进行处理。例如，传送是有线的。

现在将描述使用上述检查装置10检查中空纵向管状元件的焊缝的检查方法。

首先，该方法包括使用附接和锁定装置14将检查装置10的底架12附接并锁定在管状元件上并且更具体地在待检查的焊缝处的步骤。

该方法然后包括例如包括以下步骤：通过使用旋转驱动装置20使可移动器件19相对于底架12围绕管状元件旋转位移至少一次，和/或使支撑件29沿管状元件相对于可移动器件19纵向平移至少一次。因此，傅科电流传感器单元24移位到对应于第一极限检查位置的位置中。

使用获取单元利用傅科电流传感器单元24进行第一测量。

该方法优选地包括，对于限定角度位置，使支撑件29从第一极限检查位置纵向平移移位至多个连续纵向位置中直到第二检查位置。每个纵向位置都与前一位置相隔一定间隔。

对于每个纵向位置，用傅科电流传感器单元24进行测量。

当支撑件29到达第二极限检查位置时，支撑件29通过纵向平移在单次纵向平移中朝向第一极限检查位置移动。

然后可移动器件19围绕管状元件相对于底架旋转移动。然后支撑件29在第一极限检查位置和第二极限检查位置之间重新平移移位至多个纵向位置中，并且利用傅科电流传感器单元24对每个位置进行测量，等等。

重复支撑件29和可移动器件19的移位，直到傅科电流传感器单元24围绕管状元件完整旋转。完整旋转意味着傅科电流传感器单元24在执行了多次旋转位移之后返回到其初始角度位置。

优选地，利用傅科电流传感器单元24进行的每个测量被传送到获取单元，然后被传送到处理单元。处理单元被构造成重建管状元件在焊缝处的二维图。

因此，用户可以轻松准确地识别焊缝中的任何不连续性。

根据本发明的检查装置10精确且可靠。

此外，根据本发明的检查装置10的尺寸足够小以允许在难以接近的环境中，例如靠近墙壁，检查管状元件。装置10的体积有利地内接于占据管状元件的周长的四分之三的70mm圆柱体中。根据本发明的检查装置10允许对管状元件的表面和体积检查。

Claims

1.一种检查中空纵向管状元件的焊缝的检查装置(10)，包括：

-底架(12)，

-附接和锁定系统(14)，其将所述底架附接和锁定在所述管状元件上，

-可移动器件(19)，其连接到所述底架(12)并且能够围绕所述管状元件相对于所述底架(12)旋转，

-旋转驱动装置(20)，其用于驱动所述可移动器件(19)相对于所述底架(12)旋转，

-支撑件(29)，其包括连接到所述可移动器件(19)的至少一个傅科电流传感器单元(24)，所述支撑件(29)能够相对于所述可移动器件(19)纵向平移，

-纵向平移驱动装置(26)，其用于驱动所述支撑件(29)纵向平移。

2.根据权利要求1所述的检查装置(10)，其中，所述可移动器件(19)包括适于围绕所述管状元件的圆柱形套筒(28)。

3.根据权利要求1或2所述的检查装置(10)，其中，所述旋转驱动装置(20)和/或所述纵向平移驱动装置(26)为手动机械驱动装置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的检查装置(10)，其中，所述可移动器件(19)的所述旋转驱动装置(20)包括抓握器件(30)，其设置为从所述底架(12)突出并固定到驱动小齿轮(32)；以及多个小齿轮(36)，其与所述驱动小齿轮(32)和所述可移动器件(19)配合以驱动所述可移动器件(19)相对于所述底架(12)旋转。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的检查装置(10)，其中，所述可移动器件(19)能够围绕所述管状元件在多个位置之间旋转移动，所述多个位置介于十个到二十个之间。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的检查装置(10)，还包括至少一个分度装置，其被构造为确定所述可移动器件(19)的围绕所述管状元件的位置。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的检查装置(10)，其中，纵向平移驱动装置(26)包括围绕所述可移动器件(19)的圆柱形套筒(40)，所述圆柱形套筒(40)限定圆周凹颈(42)，所述支撑件(29)包括与所述圆柱形套筒(40)的所述圆周凹颈(42)配合的滑动件(44)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的检查装置(10)，其中，所述支撑件(29)能够相对于所述可移动器件(19)在多个位置之间纵向平移。

9.一种通过使用根据权利要求1至8中任一项所述的检查装置(10)检查中空纵向管状元件的焊缝的检查方法，所述方法包括以下步骤：

-使用附接和锁定装置(14)将所述底架(12)附接并锁定在所述管状元件上，

-使用所述旋转驱动装置(20)使所述可移动器件(19)围绕所述管状元件相对于所述底架(12)旋转位移至少一次至一角度位置中，和/或使支撑件(29)相对于所述可移动器件(19)沿所述管状元件纵向平移位移至少一次至一纵向位置中，

-使用所述傅科电流传感器单元(24)获取测量。

10.根据权利要求9所述的方法，包括，对于每个角度位置，使所述支撑件(29)沿着管状元件从第一极限检查位置连续纵向平移位移至多个纵向位置中直到第二极限检查位置。