DE2600246C2 - Gerät zur Inspektion von Einlaßstutzen an einem Gefäß - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eiri Gerät mit Fernbedienung zur Inspektion der Verbindung eines Rohres mit der Wand eines Gefäbes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruch 1.

Die Anbringung von Rohren, beispielsweise Dampfleitungen. Speisewasserleitungen und dergleichen an einem Gefäß erfolgt gewöhnlich 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 Rohr ergibt.

Häufig ist e: 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 Fehler auftritt,

In einigen Fällen, wo beispielsweise das Gefäß relativ Unzugänglich oder gefährlich für den Menschen ist, ist die Verwendung von konventionellen Prüfverfahren 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 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 Befesfigungs-Einlaßstufzen radioaktiven Feldern ausgeselzt. 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 Rohrbefesligungs-Einlaßstutzen ist gewöhnlich gegeben durch Öffnungen, in denen die Rohre durch die Abschirmwand hindurchführen. 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 Einrichtung für die Prüfung während des Betriebs zu schaffen, die schnell installiert

UIlU IV.I IIUtUlblM

erwünschte Untersuchung auszuführen.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, ein ferngesteuertes Gerät für die Untersuchung der Rohrbefestigungen an einem Gefäß zu schaffen, das leicht montiert und demontiert werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das Gerät einfach und schnell ein- und ausgebaut werden kann, um die Verbindung eines Rohres mit einem Gefäß zu untersuchen. Auf diese Weise wird eine häufige Prüfung ermöglicht, so daß entstehende Fehler und die damit verbundenen Gefahren bereits in ihren Anfangsstadien festgestellt und dementsprechend behandelt werden können.

Die Erfindung wird nun anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine vertikale Schnittansicht eines Teils einer Gefäßwand mit einem Rohr und einer Einlaßstutzenbefestigung.

F ι g. 2 ist eine perspektivische Ansicht des Gerätes zur Inspektion des Einlaßstutzens.

F ι g. 3 ist eine perspektivische Ansicht der äußeren und inneren Wandlerblöcke und Laufwagen.

F ι g. 4 ist eine perspektivische Ansicht des Zwischenarms.

Die F i g. 1 zeigt einen Rohrbefestigungs-Einlaßsiutzen 11. der ein Rohr 12 mit einer gekrümmten Wand 13 eines Gefäßes 14 verbindet In einem typischen Kernreaktor-DnHcgefäß ist beispielsweise die Gefäßwand 13 aus zusammengeschweißten Platten aus Kohlenstoffstahl mit einer Dicke in der Größenordnung von 10 bis 30cm gebildet. Der Einlaßstutzen ti ist gewöhnlich ein Schmiedestück aus Kohienstoffstahl mit einem flanschähnlichen inneren Ende 15 mit großem Durchmesser und einem inneren Radius oder gekrümmten Teil 16. einem allgemein zylindrischen Körperteil 20. einem äußeren Knietei! 17 und einem äußeren Ende 18 mit kleinem Durchmesser. Das Rohr IZ 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 Abschirfnwahd 22 umschlossen, die beispielsweise aus Beton aufgebaut und mit einer Öffnung 25 ausgestattet ist, um einen Durchtritt für das Rohr 12 zu erhalten und

ι einen Zugang zum Bereich des Einlaßstulzens 11 zu gestatten. (Eine Schicht aus isolierendem Material, nicht gezeigt, wird gewöhnlich zwischen das Gefäß 14 und die Abschirmungswand 22 eingefügt.)

Es ist erwünscht, drei getrennte Bereiche der

to 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 Spannungsbela· stung bildet. Es ist weiterhin erwünscht, daß das inspektionsgerät schnell eingebaut und entfernt werden kann (in der Größenordnung von IO Minuten oder darunter), um zu vermeiden, daß ein Mensch unzulässig der Strahlung und der Radioaktivität ausgesetzt wird.

:ic ZV weiche ä'tis uciii rs-cTriTcöriiGT- L^rUCi^gCiaL/ UiIu äcinefi benachbarten Zubehörteilen austritt.

Um eine Halterung und Führung für das Inspeklions· fahrzeug zu erhalten, ist eine kreisförmige und U-förmige entfernbare Laufschiene 24 vorgesehen, welche zur Befestigung auf dem äußeren Knieteil 17 des Einlaßslutzens 11 eingerichtet ist. Um sie entfernbar zu machen, ist die Laufschiene 24 in zwei oder mehr Segmenten ausgebildet. Diese Segmente können mit Ausrid.tungsstiften ausgestattet oder mit zusammenpassenden Federn und Nuten an ihren Enden gebildet sein (siehe Fig. 2) und/oder können untereinander verbunden sein durch geeignete Scharniere, federnde Bügel oder dergleichen. Die Laufschiene 24 ist mit einer Vielzahl von beabstandeten dreieckförrnigen Trag- und Positionierteilen 26 ausgestaltet, welche beispielsweise durch Verschweißen an der Laufschiene 24 befestigt sind; dabei besitzen die Kanten der Teile 26 einen Winkel und eine Form, welche sich an die Oberfläche des Knie'.eils 17 anpassen. Die Teile 26 gewährleisten.

■«ο daß die Laufschiene jedesmal bei der Untersuchung des Einlaßstutzens wieder in der gleichen Stellung auf dem Einlaßstutzen installiert werden kann. Die Laufschiene 24 wird auf dem Einlaßstutzen 11 durch mehrere beabstandete Dauermagnete 27, welche an der Laufschiene 24 befestigt sind, sicher in ihrer Lage gehalten.

F i g. 2 zeigt ein Einlaßstutzen-Inspektionsfahrzeug30

gemäß der Erfindung. Das Fahrzeug 30 umfaßt einen Rahmen 31 (dieser ist vorzugsweise aus einem nicht-magnetischen Material wie Aluminium gebildet), einen inneren Arm 32. der einen Wandlerblock 38' zur Abtastung der Schweißnaht 19 zwischen Druckgefäß und Einlaßstutzen trägt einen Zwischenann J.v, 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 24 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(t) und 39(4) sind drehbar in Rahmen 41 gelagert die an Endverlängerungen 42 des Fahrzeugrahmens 3t schwenkbar befestigt sind.

Die Räder 39(1) bis 39(4) werden durch jeweilige mit Getriebekopf ausgestattete umkehrbare Elektromotoren 43 angetrieben, wodurch das Fahrzeug 3Ö selektiv und unter Fernsteuerung um die Laufschiene 24 herum

gefahren werden kann.

Um ein lösbares Anhaften des Fahrzeuges 30 an der Laufschiene 24 zu erhalten, ist die Laufschiene 24 aus einem Material mil 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 kreisrinpförmigen Polstük* ken <Kgebildet, die durch relativ dünne Abstandsstücke oder Scheiben 46 beabstandet sind, die aus einem nicht-magnetischen Material gebildet sind, beispielsweise aus Aluminium. Benachbarte Polslücke 44 besitzen entgegengesetzte Polarität, so daß über den Abstands· stücken 46 und damit durch die Laufschiene 24 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 Führungsstäben 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 gehalten und wird selektiv angetrieben durch einen umkehrbaren Elektromotor 52 (dieser kann ein Schrittschaltmotor sein) über einen Getriebekasten 53. Der Wandlerblock 58 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 Antriebsoder Schrittschaltmotors 52 der Laufwagen 54 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 F ι g. 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 Punkten der Bewegungsbahn anzuhalten oder umzukehren.

Ein geeigneter Drehstellungscodierer 55 ist liefert eine Fernanzeige der Drehung der Antriebsspindel 51. aus welcher die Stellung des Laufwagens 54 auf dem Arm 37 an einem entfernten Ort bestimmt werden kann.

Der innere Arm 32 ist dem vorstehend beschriebenen äußeren Arm 37 weitgehend ähnlich. 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 gehalten 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 Einiaßslutzen hin- und herbewegt werden kann. Es können einstellbar auf dem Führungsstab 48' befestigte Endschalter 56' vorgesehen sein, weiche 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 F i g. 3 beschrieben.

Um einen konstanten Abstand zwischen dem äußeren Ende des Arms 32 und der Gefäßwand 13 aufrechtzuerhalten, ist der Arm 32 an dem Fahrzeugrahmen 31 durch einen Bügel und Schwenkstifte 59 schwenkbar befestigt Uni den Arm 32 in seiner beabstancleten Lage bezüglich der Gefäßwand zu hallen, isl ein magnetisches Rad 61 vorgesehen, das ähnlich sein kann wie die Fahrzeugräder 39. Das Rad 61 ist drehbar in einem Rahmen 62

ι 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 mil den Fahrzeugrädern

ίο 39(1) bis 39(4) anzutreiben.

Um den inneren Radiusbereich 23 (Fig. I) 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 Fig.4 beschrieben.

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 Pendelnrm ist an dem beweglichen Element eines geeigneten Stellungscodierers 87. beispielsweise eines Potentiometers, befestigt, wobei das letztere auf einem Bügel 88 gehalten ist. der vom Fahrzeugrahmen 31 absteht.

Es ist ein Gehäuse für Anschlußleisten. Refais. 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 Speisung, Steuerung und Signale. Es enthält auch ein flexibles Rohr, um ein geeignetes Kupplungsmittel (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

■to verbunden, die schematisch als eine Fernsteuereinheit 66 gezeigt sind.

Die Wandlerblöcke 38 und 38' und ihre Laufwagen 54 und 54' sind in F i g. 3 gezeigt. Da diese Blöcke und Laufwagen ähnlich sind, werden zur Vermeidung einer doppelten Zeichnung die Gesichtspunkte von beiden hier gezeigt und die Unterschiede 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 (F i g. 2) erstrecken. Die Öffnungen 69 können mit geeigneten Hülsen ausgestatt sein (nicht gezeigt). Das Teil 67 ist auch noch mit einer Öffnung 71 ausgestattet, die ein Gewinde besitzen oder mit einer Gewindebuchse oder Mutter versehen sein kann, um die Antriebsspindel 51 (F i g. 2) aufzunehmen.

Die Wandlerblöcke 38 und 38' 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 54 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 einer, Schwenkstifi 73. welche an entgegensetzten Seiten des Körpers 72 befestigt sind und von diesem abstehen. Die Stifte 73 sind in Bohrungen 74 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 ausgebildet, durch welche die Fiihrungsstäbe 77 in gleitendem Eingriff sind. Für den Laufwagen 54 und den Wandlerblock 38 werden ein Paar von Spiralfedern, wie die Feder 79. in die Nuten 78 zwischen den Führungssläben 77 und den Verbindungsblöcken 76 eingesetzt, durch welche der Wandlerblock 38 vom Laufwagen 54 hinweggedrückt wird, um hierdurch die Fläche 81 des Wandlerblocks in Kontakt mit dem Äußeren F.nde des Einlaßslutzens und dem Rohr 12 /u halten.

In Hohlräumen in dem Körper 72 des Wanderblocks lsi eine Vielzahl von geeigneten Wandlern 82(1) bis •2(7) eingesetzt. Diese Wandler sich an sich bekannte Einrichtungen zur Aussendung von Signalen, wie ikustischen Signalen, in das zu untersuchende Metall «Πu Τλλϊ Λ\ΙίΐΓιαιΐΐιΐ€ GuGT Zum !.,uipfÜng Γ6ιΐ6Κίί6Γΐ6 zu Signale aus demselben.

Wie in Fig. 3 gezeigt, sind die Wandler 82(1), 82(2) und 82(3) senkrecht zur Fläche 81 befestigt. So kann beispielsweise bei der Untersuchung der Schweißnaht 21 (Fig. 1) einer dieser Wandler benutzt werden, um das iasnmetall des Rohrs 12 zu untersuchen. Ein anderer kann verwendet werden, um das Basismetall des iußeren 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 verschiedenen Winkeln (beispielsweise 45 Grad und 60 Grad) zu der Fläche 81 in der Richtung der Laufbewegung des Blocks 38 or entiert. während die Wandler 82(6) und 82(7) unter verschiedenen Winkeln quer zur Laufrichtung des Blocks 38 orientiert sind. Daher können die Wandler •2(4) bis 82(7) benutzt werden, um die Schweißnaht aus iwei verschiedenen Richtungen und unter zwei Verschiedenen Winkeln zu untersuchen, (n dem Wanolerblock 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 ein Beispiel. 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. Fn diesem Falle können die Federn 78 weggelassen werden. Die Magnete 83 sind jedoch nicht wirksain für die Verwendung in dem Wandlerblock 38, wenn das Rohr 12 (Fig. 1) aus einem nicht-magnetischen rostfreien Stahl gebildet ist

Die Wandlerblöcke 38 und 38' sind ferner mit einem rohrförmigen Anschlußstück 84 versehen, 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 71 des Wandlerblockes 38 mit einer geeigneten Krümmung zur Anpassung an die gekrümmte Oberflächcs des Rohrs 12 Und des äußere*! Endes 18 des Einlaßstulzens ausgebildet sein.

Der Zwischennrm 34 ist mit weiteren Einzelheiten in Fig.4 gezeigt. Der Wandlerblock 36 ist an einem U-förmigen Laufwagenteil 9i durch Stifle 92 angebracht, welche helausragend an entgegengesetzten Seiten des Blocks 36 befestigt sind. Die Stifte 92 sind im Eingriff mit Schlitzen 93 in den Seiten des Laufwagens to 91, wodurch eine begrenzte Bewegung des Blocks 36 zu und von dem Laufwagen 91 zugelassen ist, wenn der Block 36 über die gekrümmte oder innere Radiusoberfläche 16 des Einlaßstutzens Il bewegt wird (Fi g. 1).

Der Laufwagen 91 ist schwenkbar an dem Fahrzeugrahmen 31 durch Bügel 96 angebracht.

Der Wandlerblock 36 ist mit einem Paar geeigneter akustischer Signalwandler 97 ausgestattet, die bezüglich der Fläche 98 des Blocks 36 im Winkel orientiert sind. Wobei der ausgewählte Orientierungswinkel geeignet ist

zu 2ur l/iiici sui-iiuiig des initefen Rnuiusuciciuiis 23 lies 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 Einlaßstutzen 11 zu halten und damit eine gute 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 Einlaßsutzens 11 an.

Es können auch getrennte Laufschienen 24 und getrennte Wandlerblöcke 36 und 38 für die verschiedenen Größen von Einlaßstutzen und Rohren, welche zu untersuchen sind, vorgesehen sein.

Die von den Wandlerblöcken 36, 38 und 38' getragenen Wandler können in dem an sich bekannten Impuls-Echo-Betrieb betrieben werden, d. h. jeder Wandler arbeitet sowohl als Sender von Impulsen eines akustischen Signals auch als Empfänger von Reflexionen dieser Signale, welche auf den Wandler zurücktreffen. Bekanntlich können Fehlstellen oder Diskontinuitäten in dem zu untersuchenden Metall gemäß dem Zeitpunkt und der Art der reflektierten Signale festgestellt w erden.

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 38') 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 225 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 Schweißnähte 19 und 21 bewegt wurden, werden die Antriebsmotoren 43 der

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Fahr.leugräder (und der Motor 63 des inneren Arms) betütigt, 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 33 und 38' zu erhalten. Die Laufwagen 54 und 54' werden dann

in diskreten Schritten in der entgegengesetzten Richtung über die Schweißnähte 19 und 21 bewegt, und die Wandler werden gepulst usw.

Auf diese Weise kann eine vollständige Untersuchung der Schweißnähte 19 und 21 und des inneren Radiusbereichs 23 bewerkstelligt werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (24)

Patentansprüche:

1. Gerät mit Fernbedienung zur Inspektion der Verbindung eines Rohres mit der Wand eines Gefäßes, wobei diese Verbindung durch einen Befestigungs-Einlaßstutzen mit einem flanschähnlichen inneren Ende, 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 to erstreckt, ein innerer Radiusteil mit Krümmung zwischen dem inneren Ende und dem Körperteil und ein äußeres Endteil gebildet ist, der durch eine äußere Schweißverbindung mit dem Rohr verschweißt ist, gekennzeichnet durch eine kreisringförmige Laufschiene (24), welche um den Körperteil des Einlaßstutzens (11) angeordnet und aus magnetischem Material gebildet ist, und ein zum Lauf auf dieser Laufschiene eingerichtetes Fahrzeug (30), das ei 'en Rahmen (31) und ein Paar drehbar in «lern Rahmen gelagerte Räder (39(1)—39(4)) mit Dauermagneteinrichtungen (44) für ein Anhaften eier Räder auf der Laufschiene (24), selektiv betätigbare Antriebseinrichiungen (43) für die Räder Eum Antrieb des Fahrzeugs (30) um die Laufschiene (24) herum, einen an dem Rahmen (31) befestigten fiußeren Arm (37). der sich von demselben aus ellgemein parallel zum Rohr (12) erstreckt, einen fsten Laufwagen (54), der auf dem äußeren Arm (37) gehaltert ist, wobei der äußere Arm (37) eine erste Führrngseinrichtung (48) zur Führung des ersten Lautwagens (54) bei einer Hin- und Herbewegung entlang des äußeren Arms (37) enthält, einen ersten Wardlerblock (38) einschließlich mindestens eines Wandler;, zur Aussendung und J5 Eum Empfang von Inspektionssignalen, eine erste Befestigungseinrichtung (73, 74) zur Befestigung des ersten Wandlerblockes (38) an dem ersten Laufwagen (54). wobei der äußere Arm selektiv betätigbare Antriebseinrichtungen (52) im Eingriff mit dem ersten Laufwagen (54) enthält zur Hin- und Herbewegung des ersten Wandlerblocks (38) entlarg der ersten Führungseinrichtung (48) über die fiuilere Schweißverbindung (21). ferner einen inneren Arm (32), der an dem Rahmen (31) befestigt ist Und von demselben allgemein parallel zur Gefäßtvand (13) verläuft, einen zweiten Laufwagen (54). tier auf dem inneren Arm (52) gehaltert ist. der eine tweite Führungseinrichtung (48') zur Führung des rweiten Laufwagens (54) bei einer Hin· und Herbewegung entlang de·; inneren Arms (32) enthält, einen zweiten Wandlerblock (38) mit mindestens einem Wandler zur Aussendung und zum Empfang Von Inspektionssignalen und eine zweite Befestigungseinrichtung aufweist zur Befestigung des i.v>eien Wandlerblocks (38') an dem zweilen Laufwagen (54'), wobei der innere Arm (32) selektiv leiätigbare Anlriebseinnchiungen (52') im Eingriff ■nit dem /weiten Laufwagen (54') zur Hin- und Herbewegung des zweiten Wandlerblocks (38') entlang der zweilen Führungseinrichtung (48') über die innere Schweißverbindung (19) enthält-

2. Gerät nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß ein Zwischenarrrt (34) an dem Rahmen (31) befestigt ist, sich von demselben in Richtung des gekrümmten Teils des Einlaßstutzens (11) erstreckt und einen an dem Rahmen (31) befestigten Bügel (96) enthält, an dem ein driuer Laufwagen (91) schwenkbar befestigt ist, und ein dritter Wandlerblock (36) mit mindestens einem Wandler zur Aussendung und zum Empfang von Inspektionssignalen durch eine dritte Befestigungseinrichtung (92,93) an dem dritten Laufwagen (91) befestigt ist und eine Fläche im Kontakt mit der äußeren Oberfläche des gekrümmten Teils des Einlaßstutzens (11) zur Untersuchung des gekrümmten inneren Radiusteils (23) des Einlaßstutzens aufweist

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Befestigungseinrichtung (73, 74) eine begrenzte Bewegung zwischen dem ersten Laufwagen (54) und dem ersten Wandlerblock (38) zuläßt und daß es federnde Einrichtungen (77—79) enthält, welche den ersten Wandlerblock (38) in eine Richtung weg vom ersten Laufwagen (54) drücken, um eine Fläche des ersten Wandlerblocks (38) in Kontakt mit der Oberfläche des Rohres (12) und der Oberfläche des äußeren Endteils des Befestigungseinlaßstutzens (11) zu halten.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche (81) des ersten Wandlerblocks (38) mit einer Krümmung ausgebilder, ist, welche im wesentlichen an die Krümmung der Oberfläche des Rohres und des äußeren Endteils des Befestigungseinlaßstutzens ι Jl) angepaßt ist

5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Befestigungseinrichtung eine begrenzte relative Bewegung zwischen dem zweiten Laufwagen (54') und dem zweiten Wandlerblock (38') zuläßt, wobei der zweite Wandlerblock eine Fläche und mindestens einen in dieser Fläche eingebetteten Dauermagneten besitzt zur gleitenden Haftung der Fläche des zweiten Wandlerblocks an der Oberfläche der Gefäßwand und der Oberfläche des inneren Endteüs 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 versehen ist. welche im wesentlichen an die äußere Oberfläche des gekrümmten Teils des Einlaßstutzens angepaßt ist.

8. Geräi nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des inneren Arms (32) schwenkbar an dem Rahmen (31) befestigt ist und das andere Ende des inneren Arms durch ein Rad (61) abgestützt ist. das Permanentmagnete zum Anhaften des Rades an der Gefäßwand (13) enthält.

9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein selektiv beläligbarer elektrischer Antriebsmotor (63) für das Rad (61) am inneren Arm (32) vorgesehen ist.

10. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende des Fahrzeugrahmens (31) ein weiterer Rahmen (41) mit einem dritten Rad (39(1)) schwenkbar befestigt ist für eine Drehung auf der Laufschiene (24), wobei das

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dritte Rad Dauermagneieinrichtungen (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 (31) befestigt ist, und ein viertes Rad (39(4)) in diesem Rahmen zur Drehung auf der Laufschiene (24) gelagert >st, wobei das vierte Rad ebenfalls Dauermagneteinrichtungen (44) zum Anhaften des iu viertes Rades auf der Laufschiene enthält.

IZ Gerät nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils selektiv betätigbare elektrische Antriebseinrichtungen (43) für das dritte und das vierte Rad (39(t) und 39(4)) vorgesehen sind.

13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar von Rädern (39(2), 39(3)) und das dritte und vierte Rad aus einer Vielzahl von beabstandeten kreisringförmigen Polstücken gebildet sind, die durch die Dauermagnete (44) magnetisicrt sind und entgegengesetzte Magnetpole an benachbarten Enden der Polstücke bilden.

14. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13. dadurch gekennzeichnet, daß ein Pendelarm (86) der schwenkbar an dem Fahrzeug (30) befestigt ist, und durch den Pendelarm (86) betätigte Einrichtungen (87) vorgesehen sind zur Anzeige der Position des Pendelarms bezüglich des Rahmens (31) des Fahrzeuges.

15. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, so dadurch gekennzeichnet, daß die selektiv betätigbaren Antriebseinrichtungen (52) für den ersten Laufwagen (54) eine Antriebsspindel (51), welche im Eingriff mit dem ersten Laufwagen ist, sowie einen selektiv betätigbaren elektrischen Motor zur Drehung der Antriebsspindel (51) und eine mit der Antriebsspindel zur Anzeige ihrer Drehung gekoppelte Codiereinrichtung (55) umfassen.

16. Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichne., daß weiterhin Begrenzungseinrichtungen (56) vorgesehen sind, die auf dem äußeren Arm (37) zur Steuerung der Antriebseinrichtung (52) und zur Begrenzung des Laufweges des ersten Laufwagens (54) entlang dem äußeren Arm (37) befestigt sind.

17. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die selektiv betätigbaren Antriebseinrichtungen (52') für den zweiten Laufwagen (54') eine Antriebsspindel (5Γ), die im Eingriff mit dem zweiten Laufwagen (54') ist, sowie einen selektiv betätigbaren elektrischen Motor zur so Drehung der Antriebsspindel und eine mit der Antrieüsspindel gekoppelte Codiereinrichtung (55') zur Anzeige ihrer Drehung umfassen.

18. Gerät nach Anspruch 17. dadurch gekennzeichnet, daß Begrenzungseinrichtungen (56') vorgesehen sind, die auf dem inneren Arm (32) zur Steuerung der Antriebseinrichtungen (52') und zur Begrenzung des Laufweges des zweiten Laufwagens (54') entlang dem inneren Arm (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 (24) mit einer Vielzahl von Dauermagneten (27) zur lösbaren Haftung der Segniiinte an dem Körperteil des Einlaßstutzens (11) ausgestattet sind.

21. Gerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufschienen-Segmente an ihren Enden mit zusammenpassenden Ausrichtungseinrichtungen versehen 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 Rohres (12) und dem äußeren Endteil des Einlaßstutzens (11) besitzt, wobei der erste Wandlerblock mindestens zwei akustische Signalwandler, die praktisch senkrecht zu dieser Fläche orientiert sind, mindestens zwei akustische Signalwandler, die in einer gegebenen Richtung unter verschiednenen Winkeln zu dieser Fläche orientiert sind, und mindestens zwei akustische Signalwandler enthält, die in einer Richtung praktisch um 90° zu dieser Richtung versetzt und unter zwei verschiedenen Winkeln zu der Fläche orientiert sind.

23. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß -'.r zweite Wandlerblock (38') eine Fläche zum Kontakt mit der Oberfläche der Gefäßwand (13) und dem inneren Ende des Einlaßstutzens (11) besitzt, wobei der zweite Wandlerblock mindestens zwei akustische Signalwandler, 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 enthält, die in einer Richtung praktisch 90° gegenüber der vorgenannten gegebenen Richtung versetzt und unter zwei verschiedenen Winkeln zu der Fläche orientiert sind.

24. Gerät nach einem der Ansprüche 2 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Wandlerblock (36) mindestens zwei akustische Signalwandler besitzt, die unter verschiedenen Winkeln zur Fläche des dritten Wandlerblocks orientiert sind.