DE2600246A1 - Geraet zur inspektion von einlassstutzen an einem gefaess - Google Patents

Geraet zur inspektion von einlassstutzen an einem gefaess

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DE2600246A1 DE19762600246 DE2600246A DE2600246A1 DE 2600246 A1 DE2600246 A1 DE 2600246A1 DE 19762600246 DE19762600246 DE 19762600246 DE 2600246 A DE2600246 A DE 2600246A DE 2600246 A1 DE2600246 A1 DE 2600246A1
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Description

Gerät zur Inspektion von Einlaßstutzen an einem Gefäß
Die Anbringung von Rohren, beispielsweise Dampfleitungen, Speisewasserleitungen und dergleichen an einem Gefäß wird gewöhnlich vorgenommen unter Verwendung einer getrennt geformten Ringhülse oder eines Einlaßstutzens, welcher zwischen das Gefäß und das Rohr geschweißt wird, wobei der Einlaßstutzen eine Verstärkung der Verbindungsstelle zwischen Gefäß und Ruhr ergibt.
In einigen Fällen ist es erwünscht, eine Inspektion der Schweißnähte und anderer Teile solcher Verbindungen im Betrieb zu erhalten, um ihre Integrität zu überprüfen oder im Entstehen befindliche Defekte zu entdecken, so daß angemessene Reparaturarbeiten vorgenommen werden können, bevor ein Defekt auftritt.
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ORIGINAL INSPECTED
In einigen Fällen, wo beispielsweise das Gefäß relativ unzugäng-' lieh oder gefährlich für den Menschen ist, ist die Verwendung von konventionellen Inspektionsverfahren und Ausrüstungen unerwünscht oder sogar unmöglich. Ein bemerkenswertes Beispiel hierfür ist ein Druckgefäß als Behälter für einen Kernreaktor. Ein solches Druckgefäß kann eine Höhe in der Größenordnung von 18 m und einen Durchmesser in der Größenordnung von 6 m mit Stahlwänden mit einer Dicke von 10 bis 30 cm besitzen, wobei eine Anzahl von Rohren beispielsweise mit einem Durchmesser zwischen 10 cm und 70 cm angeschlossen sind. Im Betrieb sind ein solches Druckgefäß und die benachbarten Teile der Rohre und der Befestigungs-Einlaßstutzen radioaktiven Feldern ausgesetzt. Weiterhin sind solche Gefäße gewöhnlich eng umschlossen (beispielsweise mit einem Abstand von bis herunter zu 20 cm) von einer Wärmeisolation und einer biologischen Abschirmwand. Ein begrenzter Zugang zu den Rohrbefestigungs-Einlaßstutzen ist gewöhnlich gegeben durch Öffnungen, durch welche die Rohre die Abschirmwand durchsetzen. Dabei ist der Raum zwischen dem Rohr und der Öffnung normalerweise durch eine Abschirmtür oder Klappe oder Abschirmblöcke oder dergleichen verschlossen. Daher machen es die vorstehenden Verhältnisse erwünscht, eine Ausrüstung für die Inspektion im Betrieb zu schaffen, die schnell installiert und entfernt und fernbedient werden kann, um die erwünschte Untersuchung auszuführen. Es wurden keine zuvor bekannten Einrichtungen oder Anlagen gefunden, welche geeignet sind, diese Aufgabe zu erfüllen.
Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe die Schaffung eines Gerätes für die Untersuchung der Rohrbefestigungen an einem Gefäß, das leicht installiert und entfernt und ferngesteuert werden kann.
Diese Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Fahrzeug, das Instrumente trägt und auf einer kreisförmigen Spur oder Laufschiene läuft, die abnehmbar an dem zu untersuchenden Befestigungs-Einlaßstutzen befestigt ist. Die Laufschiene ist in Segmente unterteilt, um eine Installation und Entfernung um den Einlaßstutzen herum zu gestatten,und wird abnehmbar an dem Ein-
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laßstutzen gehalten durch eine Reihe von Dauermagneten. Das Fahrzeug ist mit einer Vielzahl von in Reihe befindlichen Rädern ausgestattet, welche Dauermagnete enthalten zum Anhaften des Fahrzeuges an der Laufschiene. An dem Fahrzeugrahmen und von diesem abstehend sind innere und äußere Arme befestigt. Diese Arme bilden Führungsteile für verschiebbare Laufwagen, an denen Einrichtungen zur Untersuchung der Schweißnaht befestigt sind, wie Ultraschall-Signalwandler, welche auf diese Weise hin- und herbewegt werden können, um die Schweißnähte abzutasten. Von einem Zwischenlaufwagen getragene Wandler tasten den inneren Radiusbereich des Einlaßstutzens ab.
Weitere Merkmale und weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend im Zusammenhang mit den Abbildungen beschrieben.
Figur 1 ist eine vertikale Schnittansicht eines Teils einer
Gefäßwand mit einem Rohr und einer Einlaßstutzenbefestigung.
Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht des Gerätes zur Inspektion des Einlaßstutzens.
Figur 3 ist eine perspektivische Ansicht der äußeren und inneren Wandlerblöcke und Laufwagen.
Figur Il ist eine perspektivische Ansicht des Zwischenarms.
Die Figur 1 zeigt einen Rohrbefestigungs-Einlaßstutzen 11, der ein Rohr 12 mit einer gekrümmten Wand 13 eines Gefäßes 14 verbindet. In einem typischen Kernreaktor-Druckgefäß ist beispielsweise die Wand 13 aus zusammengeschweißten Platten aus Kohlenstoffstahl mit einer Dicke in der Größenordnung von 10 bis 30 cm gebildet. Der Einlaßstutzen 11 ist gewöhnlich ein Schmiedestück aus Kohlenstoffstahl mit einem flanschähnlichen inneren Ende 15 mit großem Durchmesser und einem inneren Radius oder gekrümmten Teil 16, einem allgemein zylindrischen Körperteil 20, einem äußeren Knieteil 17 und einem äußeren Ende 18 mit kleinem Durchmesser. Das
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Rohr 12, welches einen Durchmesser im Bereich von etwa 10 cm bis etwa 70 cm besitzen kann, kann für die Verwendung in einem Kernreaktor-System aus rostfreiem Stahl gebildet sein.
Der Einlaßstutzen 11 ist an seinem inneren Ende 15 durch eine Schweißnaht 19 an der Gefäßwand 13 befestigt und an seinem äußeren Ende 18 durch eine Schweißstelle 21 an dem Rohr 12 befestigt.
Das Gefäß 14 ist gewöhnlich von einer zylindrischen Abschirmwand 22 umschlossen, die beispielsweise aus Beton aufgebaut und. mit einer Öffnung 25 ausgestattet ist, um einen Durchtritt für das Rohr 12 zu erhalten und einen Zugang zum Bereich des Einlaßstutzens 11 zu gestatten. (Eine Schicht aus isolierendem Material, nicht gezeigt, wird gewöhnlich zwischen das Gefäß Ik und die Abschirmungswand 22 eingefügt.)
Es ist erwünscht, drei getrennte Bereiche der Verbindung zwischen Rohreinlaßstutzen und Gefäß zu untersuchen, nämlich den Bereich der Schweißnähte 19 und 21 und den Bereich des inneren Radius 16 (dieser ist durch gestrichelte Linien als Bereich 23 dargestellt), welcher einen Bereich mit relativ hoher Spannungsbelastung bildet Es ist weiterhin erwünscht, daß das Inspektionsgerät schnell eingebaut und entfernt werden kann (in der Größenordnung von 10 Minuten oder darunter), um zu vermeiden, daß ein Mensch unzulässig der Strahlung und der Radioaktivität ausgesetzt wird, welche aus dem Kernreaktor-Druckgefäß und seinen benachbarten Zubehörteilen austritt.
Um eine Halterung und Führung für das Inspektionsfahrzeug zu erhalten, ist eine kreisförmige und U-förmige entfernbare Laufschiene 24 vorgesehen, welche zur Befestigung auf dem äußeren Knieteil 17 des Einlaßstutzens 11 eingerichtet ist. Um sie entfernbar zu machen, ist die Laufschiene 24 in zwei oder mehr Segmenten ausgebildet. Diese Segmente können mit Ausrichtungsstiften ausgestattet oder mit zusammenpassenden Federn und Nuten an ihren Enden gebildet sein (siehe Figur 2) und/oder können untereinander verbunden sein durch geeignete Scharniere, federnde Bügel oder
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dergleichen. Die Laufschiene 2k ist mit einer Vielzahl von beabstandeten dreieckförmigen Trag- und Lokalisierungsteilen 26 ausgestattet, welche beispielsweise durch Verschweißen an der Laufschiene 2k befestigt sind; dabei besitzen die Kanten der Teile 26 einen Winkel und eine Form, welche sich an die Oberfläche des Knieteils 17 anpassen. Die Teile 26 gewährleisten, daß die Laufschiene jedesmal bei der Untersuchung des Einlaßstutzens wieder in der gleichen Stellung auf dem Einlaßstutzen installiert werden kann. Die Laufschiene 2k wird in ihrem Platz auf dem Einlaßututzen 11 sicher gehalten durch eine Vielzahl von beabstandeten Dauermagneten 27, welche an der Laufschiene 2k befestigt sind.
Figur 2 zeigt ein Einlaßstutzen-Inspektionsfahrzeug 30 gemäß der Erfindung. Das Fahrzeug 30 umfaßt einen Rahmen 31 (dieser ist vorzugsweise aus einem nicht-magnetischen Material wie Aluminium gebildet) und einen inneren Arm 32, der einen Wandlerblock 38' zur Abtastung der Schweißstelle 19 zwischen Druckgefäß und Einlaßstutzen trägt, sowie einen Zwischenarm 3*1, der einen Wandlerblock 36 zur Abtastung des inneren Radiusbereiches 23 trägt, und einen äußeren Arm 37, der einen Wandlerblock 38 zur Abtastung der Schweißverbindung 21 zwischen Einlaßstutzen und Rohr trägt.
Der Rahmen 31 ist abnehmbar gehalten auf der Laufschiene 2k durch eine Vielzahl von hintereinander angeordneten Rädern 39(1) bis 39(4). Die inneren Räder 39(2) und 39(3) sind zur Drehung in dem U-förmigen Teil des Rahmens 31 gelagert. Die äußeren Räder 39(1) und 39(1O sind drehbar in den Rahmen 41 gelagert, wobei die Rahmen kl schwenkbar an Endverlängerungen k2 des Fahrzeugrahmens 31 befestigt sind.
Die Räder 39(1) bis 39(1O werden durch jeweilige mit Getriebekopf ausgestattete umkehrbare Elektromotoren kj> angetrieben, wodurch das Fahrzeug 30 selektiv und unter Fernsteuerung um die Laufschiene 2k herum gefahren werden kann.
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Um ein abnehmbares Anhaften des Fahrzeuges 30 an der Laufschiene 24 zu erhalten, ist die Laufschiene 24 aus einem Material mit geringer magnetischer Reluktanz gebildet, beispielsweise aus Eisen oder Stahl, und die Laufräder 39(1) bis 39(4) enthalten Dauermagnete und sind aus einer Vielzahl von kreisringförmigen Polstücken 44 gebildet, die durch relativ dünne Abstandsstücke oder Scheiben 46 beabstandet sind, die aus einem nicht-magnetischen Material gebildet sind, beispielsweise aus Aluminium. Benachbarte Polstücke 44 besitzen entgegengesetzte Polarität, so daß über den Abstandsstücken 46 und damit durch die Laufschiene starke magnetische Felder erzeugt werden.
Der äußere Arm 37 ist an dem Rahmen 41 in Form eines Winkelhebels befestigt durch eine Tragstange 47 und ein Paar von Trag- und FührungS3täben wie der Stab 48, welche zwischen dem Rahmen 31 und einer Endplatte 49 verbunden sind. Eine Antriebsspindel 51 ist zur Drehung zwischen dem Rahmen 31 und der Endplatte 49 gehaltert und wird selektiv angetrieben durch einen umkehrbaren Elektromotor 52 (dieser kann ein Schrittschaltmotor sein) über einen Getriebekasten 53· Der Wandlerblock 38 ist schwenkbar und federnd an einem Laufwagen 54 angebracht, der gleitend von den Führungsstäben 48 gehalten und von der Antriebsspindel 51 angetrieben wird. Hierdurch kann durch ferngesteuerte und selektive Betätigung des Antriebs- oder Schrittschaltmotors 52 der Laufwagen und damit der Wandlerblock 38 über die Schweißverbindung 18 zwischen Einlaßstutzen und Gefäß hin- und herbewegt werden. (Weitere Einzelheiten des Laufwagens 54 und des Wandlerblocks 38 werden nachstehend im Zusammenhang mit Figur 3 gegeben.)
Geeignete Endschalter 56 können einstellbar befestigt werden, beispielsweise auf einem Haltestab 47, um mit dem Laufwagen 54 in Eingriff zu kommen und den Antriebsmotor an ausgewählten Grenzen des Bewegungsweges anzuhalten oder umzukehren.
Ein geeigneter Drehstellungscodierer 55 ist gekoppelt, um eine Fernanzeige der Drehung der Antriebsspindel 51 zu erhalten, aus welcher die Stellung des Laufwagens 54 auf dem Arm 37 an einem entfernten Ort bestimmt werden kann.
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Der innere Arm 32 ist größtenteils ähnlich dem vorstehend beschriebenen äußeren Arm 37. Der Arm 32 enthält ein Paar von Führungsstäben 48', die zwischen äußeren Endplatten 49· und einer inneren Endplatte 57 verbunden sind. Eine Antriebsspindel 51' ist drehbar zwischen diesen Endplatten gehaltert und wird von einem umkehrbaren Motor 52' über einen Getriebekasten 53' angetrieben. Auf den Führungsstäben 48' und angetrieben von der Spindel 51' ist ein Laufwagen 54' gleitend gehaltert, welcher den inneren Wandlerblock 38' trägt, wodurch der Wandlerblock 38' über die Schweißverbindung 19 zwischen Gefäß und Einlaßstutzen hin- und herbewegt werden kann. (Es können einstellbar auf dem Führungsstab 48' befestigte Endschalter 56' vorgesehen sein, welche die Grenzen der Laufbewegung des Laufwagens 54' bestimmen, und ein Drehbewegungs-Codierer 55' gibt eine Fernanzeige der Drehung der Antriebsspindel 51' und damit der Stellung des Laufwagens 54'.) (Weitere Einzelheiten des Laufwagens 54' und des Wandlerblocks 38' sind nachstehend im Zusammenhang mit Figur 3 beschrieben.)
Um einen konstanten Abstand zwischen dem äußeren Ende des Arms und der Gefäßwand 13 aufrechtzuerhalten, ist der Arm 32 an dem Fahrzeugrahmen 31 durch einen Bügel und Schwenkstifte 59 schwenkbar befestigt. Um den Arm 32 in seiner beabstandeten Lage bezüglich der Gefäßwand zu halten, ist ein magnetisches Rad 61 vorgesehen, das ähnlich sein kann wie die Fahrzeugräder 39. Das Rad 6l ist drehbar in einem Rahmen 52 gehaltert, welcher an der Endplatte 49' befestigt ist, vorzugsweise durch eine schwenkbare Verbindung. Ein umkehrbarer, mit Getriebe ausgestatteter elektrischer Antrieb oder Schrittschaltmotor 63 kann vorgesehen sein, um das Rad 61 synchron mit den Fahrzeugrädern 39(1) bis 39(4) anzutreiben.
Um den inneren Radiusbereich 23 (Figur 1) abzutasten, umfaßt der Zwischenarm 34 den Wandlerblock 36, der von einem Bügel getragen wird, der am Rahmen 31 des Fahrzeugs 30 befestigt ist. Weitere Einzelheiten des Arms 34 werden nachstehend im Zusammenhang mit Figur 4 beschrieben.
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Um eine Anzeige des Azimutes oder der Lage des Fahrzeuges 30 und damit eine Anzeige der Stellung des Fahrzeuges auf der Laufschiene 24 zu erhalten, ist ein- Pendel 86 vorgesehen. Der Pendelarm ist an dem beweglichen Element eines geeigneten Stellungbcodierers 87, beispielsweise eines Potentiometers, befestigt, wobei das letztere auf einem Bügel 88 gehalten ist, der vom Fahrzeugrahmen 31 absteht.
Es ist ein Gehäuse für Anschlußbretter, Relais, Vorverstärker und dergleichen in Form eines Deckels 60 vorgesehen, welches auch noch als Endanschluß für ein Fernsteuerkabel 65 dienen kann. Das Kabel 65 enthält die notwendigen Leiter für elektrische Leistung, Steuerung und Signale. Es enthält auch ein flexibles Rohr, um eine geeignete Kopplungsflüssigkeit (beispielsweise Wasser) den verschiedenen akustischen Signalwandlern zuzuführen. Zur Klarheit der Darstellung werden die Verbindungen vom Kabel 65 zu den verschiedenen Einrichtungen auf dem Fahrzeug 30 nicht gezeigt. An seinem entfernten Ende ist das Kabel 65 mit geeigneten bekannten Geräten zur Versorgung, Steuerung, Signalerzeugung, Signalempfängergeräten, Verarbeitungsgeräten, Anzeige- und Aufzeichnungsgeräten verbunden, die schematisch als eine Fernsteuereinheit 66 gezeigt sind.
Die Wandlerblöcke 38 und 38' und ihre Laufwagen 54 und 54' sind in Figur 3 gezeigt. Da diese Blöcke und Laufwagen ähnlich sind, werden zur Vermeidung einer doppelten Zeichnung die Gesichtspunkte von beiden hier gezeigt, und die Unterschiede werden erläutert.
Die Laufwagen 54 und 54' enthalten ein Querteil 67, an dem Seitenteile 68 befestigt sind, um auf diese Weise einen Laufwagen in Form eines umgekehrten U zu bilden. Das Teil 67 ist mit öffnungen 69 ausgestattet, durch welche sich Führungsstäbe 48 (Figur 2) erstrecken. Die öffnungen 69 können mit geeigneten Hülsen ausgestattet sein (nicht gezeigt). Das Teil 67 ist auch noch mit einer öffnung 71 ausgestattet, die ein Gewinde besitzen kann oder mit einer Gewindebuchse oder Mutter versehen sein kann, um die Antriebsspindel 51 (Figur 2) aufzunehmen.
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Die Wandlerblöcke 38 und 38f enthalten einen Körper 72, der aus einem nicht-metallischen Material gebildet ist, beispielsweise aus einem geeigneten Kunststoff. Der Körper 72 ist schwenkbar an dem Laufwagen 51I durch eine Anordnung befestigt, die auch noch eine begrenzte relative Bewegung zwischen dem Laufwagen und dem Wandlerblock gestattet. Diese Anordnung enthält ein Paar von Schwenkstiften, wie einen Schwenkstift 73, welche an entgegengesetzten Seiten des Körpers 72 befestigt sind und von diesem abstehen. Die Stifte 73 sind in Bohrungen 71* in einem Paar von Verbindungsblöcken 76 drehbar gelagert.
An den inneren Oberflächen der Seitenteile 68 sind jeweils Führungsstäbe 77 befestigt, und die Verbindungsblöcke 76 sind mit passenden Nuten 78 gebildet, durch welche die Führungsstäbe 77 in gleitendem Eingriff sind. Für den Laufwagen 5^ und den Wandlerblock 38 werden ein Paar von Spiralfedern, wie die Federn 79, in die Nuten 78 zwischen den Führungsstaben 77 und den Verbindungsblöcken 76 eingesetzt, durch welche der Wandlerblock 38 vom Laufwagen 5^ hinweggedrückt wird, um hierdurch die Fläche 8l des Wandlerblocks in Kontakt mit dem äußeren Ende des Einlaßstutzens und dem Rohr 12 zu halten.
In Hohlräumen in dem Körper 72 des Wandlerblocks ist eine Vielzahl von geeigneten Wandlern 82(1) bis 82(7) eingesetzt. Diese Wandler sind an sich bekannte Einrichtungen zur Aussendung von Signalen, wie akustischen Signalen, in das zu untersuchende Metall und zur Aufnahme oder zum Empfang reflektierter Signale aus demselben.
Wie in Figur 3 gezeigt, sind die Wandler 82(1), 82(2) und 82(3) senkrecht zur Fläche 8l befestigt. So kann beispielsweise bei der Untersuchung der Schweißnaht 21 (Figur 1) einer dieser Wandler benutzt werden, um das Basismetall des Rohrs 12 zu untersuchen. Ein anderer kann verwendet werden, um das Basismetall des äußeren Endes 18 des Einlaßstutzens zu untersuchen, und der dritte kann verwendet werden für eine gründliche Untersuchung der Schweißnaht 21. Die Wandler 82(4) und 82(5) sind unter zwei verschiede-
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nen Winkeln (beispielsweise 45 Grad und 60 Grad) mit der Fläche 8l in der Richtung der Laufbewegung des Blocks 38 orientiert, während die Wandler 82(6) und 82(7) unter verschiedenen Winkeln quer zur Laufrichtung des Blocks 38 orientiert sind. Daher können die Wandler 82(4) bis 82(7) benutzt werden, um die Schweißnaht aus zwei verschiedenen Richtungen und unter zwei verschiedenen Winkeln zu untersuchen. In dem Wandlerblock 38 kann einer der Wandler 82(1) bis 82(3) zur Untersuchung des Gefäßes und des Basismetalls des inneren Endes des Einlaßstutzens gewöhnlich weggelassen werden, da sie gewöhnlich aus einem ähnlichen Metall gebildet sind, nämlich aus Kohlenstoffstahl. Die dargestellte Wandleranordnung ist nur repräsentativ. Andere geeignete Wandleranordnungen können nötigenfalls mit der beschriebenen Inspektionseinrichtung verwendet werden.
Zur Verwendung in dem inneren Arm und um einen engen Kontakt zwischen dem Wandlerblock 38' und der Gefäßwand 13 und dem inneren Ende 15 des Einlaßstutzens zu gestatten (und damit eine gute Kopplung der Wandler), kann der Körper 72 an den Ecken der Fläche 81 mit Dauermagneten 83 ausgestattet sein. In diesem Falle können die Federn 78 weggelassen werden. Die Magnete 83 sind jedoch nicht wirksam für die Verwendung in dem Wandlerblock 38, wenn das Rohr 12 (Figur 1) aus einem nicht-magnetischen rostfreien Stahl gebildet ist.
Die Wandlerblöcke 38 und 38' sind auch noch mit einem rohrförmigen Anschlußstück 84 ausgestattet, das an dem Körper 72 befestigt ist und durch das eine geeignete Kopplungsflüssigkeit zur Kopplung des akustischen Signals (beispielsweise Wasser) durch geeignete Kanäle (nicht gezeigt) in dem Körper 72 zu den Stirnflächen der Wandler 82(1) bis 82(7) geleitet werden kann.
Zusätzlich kann die Fläche 81 des Körpers 72 des Wandlerblocks 38 mit einer geeigneten Krümmung zur Anpassung an die gekrümmte Oberfläche des Rohrs 12 und des äußeren Endes l8 des Einlaßstutzens ausgebildet sein.
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Der Zwi3chenarm 34 ist mit weiteren Einzelheiten in Figur 4 gezeigt. Der Wandlerblock 36 ist an einem U-förmigen Laufwagenteil 91 durch Stifte 92 angebracht, welche herausragend an entgegengesetzten Seiten des Blocks 36 befestigt sind. Die Stifte 92 sind im Eingriff mit Schlitzen 93 in den Seiten des Laufwagens 91, wodurch eine begrenzte Bewegung des Blocks 36 zu und von dem Laufwagen 91 zugelassen iet, wenn der Block 36 über die gekrümmte oder innere Radiusoberfläche 16 des Einlaßstutzens 11 bewegt wird (Figur 1).
Der Laufwagen 91 i3t schwenkbar an dem Fahrzeugrahmen 31 durch Bügel 96 angebracht.
Der Wandlerblock 36 ist mit einem Paar geeigneter akustischer Signalwandler 97 ausgestattet, die unter Winkeln bezüglich der Fläche 98 des Blocks 36 orientiert sind, wobei der ausgewählte Orientierungswinkel geeignet ist zur Untersuchung des inneren Radiu3bereichs 23 des Einlaßstutzens 11.
Ein rohrförmiges Anschlußstück 99 ist vorgesehen zur Anbringung an einem Rohr oder einem Schlauch zur Lieferung einer Kopplungsflüssigkeit durch Kanäle in dem Block 36 (nicht gezeigt) zu den Flächen der Wandler 97. Dauermagnete 101 sind an den vier Ecken der Fläche 98 des Wandlerblocks befestigt, um die Fläche 98 in engem Kontakt mit dem Einlaßatutzen 11 zu halten und damit eine gut« Kopplung des Wandlers zu gewährleisten. Die Fläche 98 des Wandlerblocks 36 ist vorzugsweise mit einer geeigneten Krümmung gebildet und paßt sich so an die Krümmung der äußeren Oberfläche des inneren Radius oder des gekrümmten Teils 16 des Einlaßstutzens 11 an.
(Es ist beabsichtigt, daß verschiedene Laufschienen 2k und getrennte Wandlerblöcke 36 und 38 für die verschiedenen Größen von Einlaßstutzen und Rohren, welche zu untersuchen sind, vorgesehen werden.)
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Es ist beabsichtigt, daß die von den Wandlerblöcken 36, 38 und 38' getragenen Wandler in dem an sich bekannten Impuls-Echo-Betrieb betrieben werden, d. h. jeder Wandler arbeitet sowohl als Sender von Impulsen eines akustischen Signals als auch als Empfänger von Reflexionen dieser Signale, welche auf den Wandler zurücktreffen. (Wie bekannt, können Fehlstellen oder Diskontinuitäten in dem zu untersuchenden Metall gemäß dem Zeitpunkt und der Art der reflektierten Signale festgestellt werden.)
Eine vorgeschlagene Betriebsweise des Einlaßstutzen-Inspektionsgerätes ist die folgende: Von einem bekannten Ort des Fahrzeuges 30 auf der Laufschiene 24 (wie er durch den durch Pendel betätigten Codierer 87 angezeigt wird) und einem bekannten Ort der Laufwagen 54 und 54' auf den äußeren und inneren Armen (wie durch die Codierer» 55 und 55' angezeigt) werden die Laufwagen 54 und 54' (und damit die Wandlerblöcke 38 und 381) in diskreten Schritten entlang ihrer jeweiligen Arme über die Schweißverbindungen 19 und 21 bewegt. Bei jedem dieser Schritte werden die Wandler in Sequenz mit einem akustischen Signal gepulst, beispielsweise mit einer Frequenz von 2,25 MHz, und die reflektierten Signale von diesen Impulsen werden empfangen, weiterverarbeitet und aufgezeichnet in bekannter Weise.
Nachdem die Laufwagen 54 und 54' auf diese Weise über die gewünschten Entfernungen schrittweise zu einer oder der anderen Seite der Schweißverbindungen 19 und 21 bewegt wurden, werden die Antriebsmotoren 43 der Fahrzeugräder (und der Motor 63 des inneren Arms) betätigt, um das Fahrzeug um einen vorgewählten Schritt entlang der Laufschiene 24 zu bewegen und dadurch einen weiteren (vorzugsweise überlappenden) Abtastweg für die Wandler der Wandlerblöcke 38 und 38· darzubieten. Die Laufwagen 54 und 54' werden dann in diskreten Schritten in der entgegengesetzten Richtung über die Schweißverbindungen 19 und 21 bewegt, und die Wandler werden gepulst usw.
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Die Wandler des Zwischenarm-Wandlerblocks 36 werden ebenfalls
gepulst, und die reflektierten empfangenen Signale werden mindestens einmal für jede Stellung des Fahrzeuges 30 aufgezeichnet.
Auf diese Weise kann eine vollständige Untersuchung der Schweißverbindungen 19 und 21 und des inneren Radiusbereichs 23 bewerkstelligt werden.
Vorstehend wurde ein leicht installierbares und entfernbares
Gerät beschrieben, das ferngesteuert bedient werden kann, um die Verbindung eines Rohrs mit einem Gefäß zu untersuchen.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1. Gerät mit Fernbedienung zur Inspektion der Verbindung eines Rohres mit der Wand eines Gefäßes, wobei diese Verbindung durch einen Befestigungs-Einlaßstutzen gebildet ist und der Einlaßstutzen ein flanschähnliches inneres Ende besitzt, das durch eine innere Schweißverbindung in einer öffnung in dem Gefäß angeschweißt ist, einen allgemein zylindrischen Körperteil, der sich von dem Gefäß aus nach außen erstreckt, wobei noch ein innerer Radiusteil mit Krümmung zwischen dem inneren Ende und dem Körperteil und ein äußerer Endteil vorhanden ist, der durch eine äußere Schweißverbindung mit dem Rohr verschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt:
    eine kreisringförmige Laufschiene (24), welche um den Körperteil des Einlaßstutzens (11) angeordnet ist, wobei diese Laufschiene (24) aus magnetischem Material gebildet ist, ein zum Lauf auf dieser Laufschiene eingerichtetes Fahrzeug (30), das einen Rahmen (3D und ein Paar drehbar in dem Rahmen gelagerte Räder enthält, wobei die Räder (39(1) - 39(4)) Dauermagneteinrichtungen (44) zum Anhaften der Räder enthalten, einschließlich Dauermagneteinrichtungen zum Anhaften der Räder auf der Laufschiene (24), selektiv betätigbare Antriebseinrichtungen (43) für die Räder zum Antrieb des Fahrzeuges (30) um die Laufschiene (24) herum, einen an dem Rahmen befestigten äußeren Arm (37), der sich von demselben aus allgemein parallel zum Rohr erstreckt, einen ersten Laufwagen (54), der auf dem äußeren Arm (37) gehaltert ist, wobei der äußere Arm eine erste Führungseinrichtung (48) zur Führung dieses ersten Laufwagens (54) bei einer Hin- und Herbewegung entlang des Arms enthält, einen ersten Wandlerblock (38) einschließlich mindestens eines Wandlers zur Aussendung und zum Empfang von Inspektionssignalen, eine erste Befestigungseinrichtung zur Befestigung des ersten Wandlerblocks an dem ersten Laufwagen, wobei der äußere Arm selektiv betätigbare Antriebseinrichtungen im Eingriff mit dem Laufwagen enthält zur Hin- und Herbewegung dee ersten Wandlerblocks ent-
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    lang der ersten Leiteinrichtung über die äußere Schweißverbindung, einen inneren Arm (32), der an dem Rahmen befestigt ist und von demselben allgemein parallel zur Wand des Gefäßes verläuft, einen zweiten Laufwagen (54*), der auf dem inneren Arm gehaltert ist, wobei der innere Arm zweite Leiteinrichtungen zur Leitung des zweiten Laufwa._.gens (5V) bei einer Hin- und Herbewegung entlang des Arms (32) enthält, einen zweiten Wandlerblock (381) mit mindestens einem Wandler zur Aussendung und zum Empfang von Inspektionssignalen und eine zweite Befestigungseinrichtung zur Befestigung des zweiten Wandlerblocks an dem zweiten Laufwagen, wobei der innere Arm (32) selektiv betätigbare Antriebseinrichtungen im Eingriff mit dem zweiten Laufwagen zur Hin- und Herbewegung des zweiten Wandlerblocks (381) entlang der zweiten Leiteinrichtung über die innere Schweißverbindung besitzt.
    2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß es weiterhin einen Zwischenarm (31O enthält, der an dem Rahmen (3D befestigt ist und sich von demselben in Richtung des gekrümmten Teils des Einlaßstutzens (11) erstreckt, wobei der Zwischenarm (3^) einen an dem Rahmen befestigten Bügel enthält, sowie einen dritten Laufwagen (91), der schwenkbar an dem Bügel (96) befestigt ist, und einen dritten Wandlerblock (36) mit mindestens einem Wandler zur Aussendung und zum Empfang von Inspektionssignalen, wobei eine dritte Befestigungseinrichtung zur Befestigung des dritten Wandlerblocks an dem dritten Laufwagen vorgesehen ist und der dritte Wandlerblock eine Fläche im Kontakt mit der äußeren Oberfläche des gekrümmten Teils des Einlaßstutzens (11) zur Untersuchung des gekrümmten inneren Radiusteils (23) des Einlaßstutzens besitzt.
    3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Befestigungseinrichtung eine begrenzte Bewegung zwischen dem ersten Laufwagen (5*0 und dem ersten Wandlerblock (38) zuläßt und daß es federnde Einrichtungen enthält, welche den ersten Wandlerblock in
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    einer Richtung hinweg von dem ersten Laufwagen drücken, um eine Fläche des ersten Wandlerblocks in Kontakt mit der Ober fläche des Rohrs und der Oberfläche des äußeren Endteils des Befestigungseinlaßstutzens (11) zu halten.
    Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Fläche (81) des ersten Wandlerblocks (38) mit einer Krümmung ausgebildet ist, welche im wesentlichen an die Krümmung der Oberfläche des Rohrs und des äußeren Endteils des Befestigungseinlaßstutzens angepaßt ist.
    Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 1I, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Befestigungseinrichtung eine begrenzte relative Bewegung zwischen dem zweiten Laufwagen (51I') und dem zweiten Wandlerblock (38') zuläßt, wobei der zweite Wandlerblock eine Fläche und mindestens einerrydieser Fläche eingebetteten Dauermagneten besitzt zur gleitenden Haftung der Fläche des zweiten Wandlerblocks an der Oberfläche der Gefäßwand und der Oberfläche des inneren Endteils des Einlaßstutzens.
    6. Gerät nach einem der Ansprüche 2 bis 5> dadurch gekennzeichnet , daß die dritte Befestigungseinrichtung eine begrenzte relative Bewegung zwischen dem dritten Laufwagen (91) und dem dritten Wandlerblock (36) zuläßt, wobei der dritte Wandlerblock eine Fläche und mindestens einen in der Fläche eingebetteten Dauermagneten enthält zur gleitenden Haftung des dritten Wandlerblocks (36) an der äußeren Oberfläche des gekrümmten Teils des Einlaßstutzens.
    7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Fläche des dritten Wandlerblocks mit einer Krümmung gebildet ist, welche praktisch an die äußere Oberfläche des gekrümmten Teils des Einlaßstutzens angepaßt ist.
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    8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß ein Ende des inneren Arms (32) schwenkbar an dem Rahmen befestigt ist und das andere Ende des inneren Arms durch ein Rad 6l am inneren Arm gehalten wird, wobei das Rad Permanentmagneten zum Anhaften des Rades an der Wand des Gefäßes enthält.
    9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß es einen selektiv betätigbaren elektrischen Antriebsmotor (63) für das Rad (61) am inneren Arm (32) enthält.
    10. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 95 dadurch gekennzeichnet , daß es weiterhin einen Rahmen enthält, der schwenkbar an einem Ende des Fahrzeugrahmens befestigt ist, und ein drittes Rad (39(3)) in diesem Rahmen zur Drehung auf der Laufschiene (24) drehbar gelagert ist, wobei das dritte Rad Dauermagneteinrichtungen (44) zum Anhaften des dritten Rades an der Laufschiene enthält.
    11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß es einen weiteren Rahmen enthält, der schwenkbar am anderen Ende des Fahrzeugrahmens befestigt iat, und ein viertes Rad (39(4)) in diesem Rahmen zur Drehung auf der Laufschiene (24) gelagert ist, wobei das vierte Rad Dauermagneteinrichtungen (44) zum Anhaften des vierten Rades auf der Laufschiene enthält.
    12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß es jeweils selektiv betätigbare elektrische Antriebseinrichtungen (43) für das dritte und das vierte Rad (39(3) und 39(4)) enthält.
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    13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß das Paar von Rädern (39(1), 39(2)) und das dritte und vierte Rad aus einer Vielzahl von beabstandeten kreisringförmigen Polstücken (44) mit Dauermagneten zur Bildung von entgegengesetzten Magnetpolen an benaciu.arten Enden der Polstücke gebildet sind.
    I1J. Gerät nach einem der Ansprüche Ib is 13, dadurch gekennzeichnet , daß es weiterhin einen Pendelarm (86) enthält, der schwenkbar an dem Fahrzeug (30) befestigt X3t, und noch EinrichtungeTTTvorgesehen sind zur Anzeige der Position des Pendelarms bezüglich des Rahmens des Fahrzeuges, welche durch den Pendelarm betätigt werden.
    15. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß die selektiv betätigbaren Antriebseinrichtungen für den ersten Laufwagen (54) eine Antriebsspindel (51) enthaltendelche im Eingriff mit dem ersten Laufwagen ist, sowie eine selektiv betätigbare elektrische Antriebseinrichtung (52) zur Drehung der Antriebsspindel (51) und eine mit der Antriebsspindel zur Anzeige der Drehung derselben gekoppelte Codiereinrichtung (55).
    16. Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß es weiterhin Grenzeinrichtungen (56) enthält, die auf dem äußeren Arm (37) zur Steuerung der Antriebseinrichtung (52) und zur Begrenzung des Laufweges des ersten Laufwagens (54) entlang des äußeren Arms befestigt sind.
    17. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet , daß die selektiv betätigbare Antriebseinrichtung für den zweiten Laufwagen (54') eine Antriebsspindel (511) enthält, die im Eingriff mit dem zweiten Laufwagen (54') ist, sowie eine selektiv betätigbare elektrische Antriebseinrichtung (52*) zur Drehung der Antriebsspindel und eine mit der Antriebsspindel gekoppelte Codiereinrichtung (551) zur Anzeige der Drehung derselben.
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    18. Gerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß es weiterhin Endschalter (56') besitzt, die auf dem inneren Rahmen zur Steuerung der Antriebseinrichtung (521) und zur Begrenzung des Laufweges des zweiten Laufwagens (5*·1) entlang des inneren Arms (32) befestigt sind.
    19. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet , daß die Laufschiene (24) zur abnehmbaren Befestigung an dem Körperteil des Einlaßstutzens (11) in Segmente unterteilt ist.
    20. Gerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , daß die Segmente der Laufschiene (2*1) mit einer Vielzahl von Dauermagneten (27) zur abnehmbaren Haftung der Segmente an dem Körperteil des Einlaßstutzens (11) ausgestattet sind.
    21. Gerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet , daß die Laufschienen-Segmente an ihren Enden mit aufeinanderpassenden Ausrichtungseinrichtungen gebildet sind.
    22. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet , daß der erste Wandlerblock (38) eine Fläche zum Kontakt mit der Oberfläche des Rohrs und dem äußeren Endteil des Einlaßstutzens (11) besitzt, wobei der erste Wandlerblock mindestens zwei akustische Signalwandler enthält, die praktisch senkrecht zu dieser Fläche orientiert sind, und mindestens zwei akustische Signalwandier, die in einer gegebenen Richtung unter verschiedenen Winkeln zu dieser Fläche orientiert sind, und mindestens zwei akustische Signalwandler, die in einer Richtung praktisch um 90° zu dieser Richtung versetzt und unter zwei verschiedenen Winkeln zu der Fläche orientiert sind.
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    23· Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Wandlerblock (38') eine Fläche zum Kontakt mit der Oberfläche der Gefäßwand und dem inneren Ende des Einlaßstutzens (11) besitzt, wobei der zweite Wandlerblock mindestens zwei akustische Signalwandler enthält, die praktisch senkrecht zu dieser Fläche orientiert sind, mindestens zwei akustische Signalwandler, die in einer gegebenen Richtung unter verschiedenen Winkeln zu dieser Fläche orientiert sind, und mindestens zwei akustische Signalwandler, die in einer Richtung praktisch gegenüber der vorgenannten gegebenen Richtung versetzt und unter zwei verschiedenen Winkeln zu der Fläche orientiert sind.
    2k. Gerät nach einem der Ansprüche 2 bis 23, dadurch gekennzeichnet , daß der dritte Wandlerblock mindestens zwei akustische Signalwandler besitzt, die unter verschiedenen Winkeln zur Fläche des dritten Wandlerblocks orientiert sind.
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