DE2609541A1

DE2609541A1 - Einrichtung zur ultraschallpruefung von rohrleitungen, insbesondere der hauptkuehlmittelleitung von kernreaktoranlagen

Info

Publication number: DE2609541A1
Application number: DE19762609541
Authority: DE
Inventors: Georg Gugel
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1976-03-08
Filing date: 1976-03-08
Publication date: 1977-09-15
Also published as: DE2609541C3; DE2609541B2; JPS52108874A; BR7700223A; CH600337A5; FR2344015B3; FR2344015A1; ES456305A1; NL7612242A

Description

KRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeiche2ß09541

3 VPA 76 P 9 3 1 3 BRD

Einrichtung zur Ultraschallprüfung von Rohrleitungen, insbesondere der Hauptkühlmittelleitung von Kernreaktoranlagen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Ultraschallprüfung von Rohrleitungen, insbesondere der Hauptkühlmittelleitungen von Kernreaktoranlagen, mit einem auf den äußeren Umfang der Rohrleitung zentriert aufsetzbaren Ringrahmen, einer umlaufenden Führungsbahn des Ringrahmens, einem längs der Führungsbahn in Umfangsrichtung verfahrbaren Transportwagen und mit mindestens einer am Transportwagen gelagerten, mit diesem verfahrbaren sowie auch auf unterschiedliche Umlaufbahnen axial verstellbaren US-Prüfkopfanordnung.

Die Vorschriften für die Inbetriebnahme und den Betrieb von Kernkraftwerksanlagen verlangen die periodische Überprüfung der Integrität der Komponenten des Reaktorkühlkreislaufs und insbesondere des Reaktorbehälters mit seinen Stutzen und den Hauptkühlmittelleitungen. Die Ultraschall-Prüfung (im folgenden als US-Prüfung bezeichnet) ist hierbei als zerstörungsfreies Prüfverfahren besonders geeignet. Die Rohrleitungen werden hierbei in definierten Prüfbahnen abgefahren, wobei insbesondere der Schweißnahtbereich interessiert. Nach Abfahren einer Umfangsbahn wird das Prüfsystem axial verstellt, um z.B. 10 mm, und die nächste Prüfbahn wird abgefahren, so daß sich z.B. ein mäanderförmiger Prüfraster ergibt, der aufgrund des definierten Prüfprogramms eindeutig reproduzierbar sein muß, damit bei einer erneuten Prüfung etwaige Materialveränderungen im Vergleich zu den Meßergebnissen der vorangegangenen Prüfung feststellbar sind. Bei der Hauptkühlraittelleitungen - es kann sich hierbei um solche für Siedewasserreaktoren oder um Primärkreisleitungen bei Druckwasserreaktoren handeln - muß das Prüfverfahren insbesondere fernbedienbar durchführbar sein, da diese Leitungen nach Aufnahme des Reaktorbetriebes kontaminiert sind. Damit sich das Bedienungspersonal

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Bu 21 Po / 6.2.1976

unter Beachtung der Schutzvorschriften für die Montage der Prüfeinrichtung nur eine geringe Zeit im kontaminierten Bereich aufzuhalten braucht, ist eine schnelle und sichere Montage derartiger Prüfeinrichtungen erwünscht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einrichtung zur Ultraschallprüfung der eingangs näher definierten Art so auszubilden, daß diese mit v/enigen Handgriffen montiert und demontiert werden kann und hierbei eine eindeutige und sichere Befestigung der Einrichtung in zentrischer Lage erzielbar ist.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe bei der besagten Einrichtung dadurch gelöst, daß der Ringrahmen mindestens ein scharnierartig aufklappbares Bogenstück solcher Umfangslänge aufweist, daß der geöffnete Ringrahmen quer zur Rohrleitung auf letztere aufsetzbar ist, und daß das Bogenstück mit Mitteln zur starren Kupplung mit dem restlichen Ringrahmenteil in seiner eingeklappten Stellung versehen ist. Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß das Aufsetzen der Einrichtung, das Kuppeln und das Zentrieren mit nur wenigen Handgriffen ermöglicht ist, wobei gefunden wurde, daß sich auch vorteilhafterweise die Führungsbahn in den Aufklapp- und Kupplungsvorgang einbeziehen läßt. Demgemäß besteht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung

^Λ5 darin, daß eine als Ringzahnstange ausgeführte Führungsbahn am äußeren Umfang des Ringrahmens angeordnet und entsprechend den Stoß- und Gelenkstellen der Bogenstücke derart geteilt ist, daß sich in der gekuppelten Lage eine geschlossene Führungsbahn der Zahnstange ergibt. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß zwei zangenartig auf- und einklappbare Bogenstücke mit je einem Scharniergelenk versehen und die freien, in der eingeklappten Stellung aneinanderstoßenden Enden der Bogenstücke miteinander verzahnt und mittels eines den Verzahnungsbereich durchdringenden Durchsteckbolzens miteinander verrriegel- bar sind. Die Mittel zur starren Kupplung umfassen hierbei also die beiden Scharniergelenke und den Verzahnungsbereicho Zweckmäßigerweise sind die Bogenstücke hierzu in ihrem Scharnierbereich mit Anschlagflächen versehen, durch welche sie in der eingeklappten Stellung eindeutig zueinander und zum restlichen Ringrahmen-

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teil fixierbar sind.

Ein Ausführungsbeispiel für eine Einrichtung nach der Erfindung sowie weitere Merkmale und Vorteile werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, in welcher zeigen:

Fig. 1 im Aufriß, zum Teil im Schnitt, sowie in vereinfachter, schematischer Darstellung eine Einrichtung zur US-Prüfung nach der Erfindung, aufgesetzt auf eine Hauptkühlmittelleitung und in Prüfstellung gebracht; Fig. 2 den Querschnitt längs der Linie II-II aus Fig. 1.

Die in den Figuren dargestellte Einrichtung 1 dient zur US-Prüfung von Rohrleitungen 2, d.h. insbesondere eines die umlaufende Schweißnaht 3 aufweisenden Bereiches 2a der Rohrleitung 2. Es handelt sich insbesondere um die Hauptkühlmittelleitung eines nicht dargestellten Kernreaktors, die nach Inbetriebnahme des Kernreaktors das aktive Primärkühlmittel, d.h. leichtes Wasser, führt, weshalb die Zugänglichkeit zu den Prüfbereichen der Rohrleitung 2 wegen Strahlung bzw. Kontamination nur kurzzeitig und mit Schutzanzügen möglich ist. Die Rohrleitung 2 ist an ihrem äußeren Umfang mit einem Mantel 4 versehen, der zu thermischen Isolierung dient. Es kann sich hierbei jedoch auch um einen Berstschutzmantel handeln. Dieser Mantel 4 ist im Prüfbereich 5,

°5 der wegen des Platzbedarfs der Einrichtung 1 eine größere axiale Länge als die eigentliche Prüfzone 2a aufweist, entfernt worden, so daß die Einrichtung 1 unmittelbar auf das blanke Metall der aus Stahl bestehenden Rohrleitung 2 aufgesetzt werden kann. Die Einrichtung 1 umfaßt den Ringrahmen 6, welcher auf den äußeren Umfang der Rohrleitung 2 zentriert aufsetzbar ist. Sie umfaßt weiter eine mit dem Ringrahmen 6 verbundene umlaufende Führungsbahn 7, einen längs der Führungsbahn 7 in Umfangsrichtung verfahrbaren Transportwagen 8 und eine mit dem Transportwagen 8 verfahrbare sowie auch auf unterschiedliche Umlaufbahnen axial verstellbare US-Prüfkopfanordnung 9. Wenn im folgenden von Transportwagen oder Wagen 8 die Rede ist, so soll darunter auch grundsätzlich ein Schlitten verctnmieti werden; wesentlich ist, daß es sich dabei um einen mittel;.; Fernsteuerung auf definierten Umlauf-

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bahnen fortbewegbaren Transportkörper handelt, so daß die bei angedeuteten, z.B. mäanderförmigen Prüfbahnen definiert und reproduzierbar mit dem US-Prüfkopf 9 abgefahren werden können.

Hierzu sind im Transportwagen 8 zwei achsparallel zur Rohrleitungsachse R verlaufende Gewindespindeln 8a mit Wandermuttern 8b gelagert, wobei mit den Wandermuttern 8b wiederum der radial orientierte Prüfarm 9a mit US-Prüfkopf 9b der US-Prüfkopfanordnung 9 verbunden ist. Im Inneren des Transportwagens 8 ist bei 8c schematisch ein Motorantrieb mit Getriebe angedeutet, der eine Achse 8.1 mit Zahnrad 8.2 aufweist, welches auf der als Rundzahnstange ausgebildeten Führungsbahn 7 in Umfangsrichtung abrollen kann. Antrieb 8d treibt über Gewindespindel 8e und Führungsstangen 8a Schlittenplatte 8b zur Verstellung in axialer Richtung an.

Zur präzisen Führung des Transportwagen 8 ist die Führungsbahn an einem abgewinkelten Rahmenteil 6a mit achsnormal orientierter Winkelringbahn 6.1 und in Umfangsrichtung verlaufender Winkelringbahn 6.2 angeordnet. An der achsnorrnalen Bahn 6.1 wird der Transportwagen 8 mittels an dieser Bahn beidseits anliegenden Rollen 8.3 und 8.4 axial geführt. In Umfangsrichtung bzw. in radialer Richtung wird der Transportwagen einerseits durch den Eingriff zwischen der Führungsbahn 7 und dem Zahnrad 8.2, andererseits durch die Gegenrolle fa.5, welche die zylindrische Winkelringbahn 6.2 untergreift, geführt. Der Motor mit Getriebe 8c kann insbesondere ein elektrischer oder pneumatischer Antrieb sein. Besonders zweckmäßig hat sich ein elektrischer Antrieb erwiesen. Die elektrischen Leitungen zum Antrieb und zur Steuerung des Motors 8c sind nicht dargestellt. Der US-Prüfkopf umfaßt mindestens einen Sender und einen Empfänger, wobei, wie an sich bekannt, durch Vergleich der Sende- und der Empfangssignale hinsichtlich ihrer Kurvenform Rückschlüsse auf etwaige Materialfehler möglich sind.

Der Ringrahmen 6 - vergleiche insbesondere Fig. 2 - weist nun zwei scharnierartig aufklappbare Bogenstücke 11a, 11b solcher Umfangslänge u auf, daß der geöffnete Ringrahmen 6 (vgl. die mit 11" bezeichnete aufgeklappte Stellung der Bogenstücke 11a, 11b) quer zur Rohrleitung 2 auf letztere aufsetzbar ist. Die Bogenstücke 11a, 11b sind jeweils mit Mitteln 12, 13, 1A- zur VPA 9/811/5009 '09837/0162

starren Kupplung mit dem restlichen Ringrahmenteil 11 in ihrer eingeklappten Stellung versehen. Der geschilderte Effekt ließe sich grundsätzlich auch mit einem einzigen Bogenstück, das die Umfangslänge der beiden dargestellten Bogenstücke 11a, 11b überstreicht, erzielen; besonders vorteilhaft ist jedoch die dargestellte Ausführung mit zwei Bogenstücken 11a, 11b, weil hier ein geringerer Raumbedarf für die aufgeklappte Stellung 11' vorhanden ist. Die beiden Bogenstücke 11a, 11b sind ersichtlich zangenartig auf- und einklappbar und hierzu mit je einem Scharniergelenk versehen, womit sie jeweils am restlichen Ringrahmenteil 11 ausschwenkbar gelagert sind. Die freien, in der eingeklappten Stellung aneinanderstoßenden Enden 11a1, 11b1 der Bogenstücke 11a, 11b sind weiterhin ganz allgemein gesprochen miteinader verzahnt und mittels eines den Verzahnungsbereich 14 durchdringenden Durchsteckbolzens 14.1 miteinander verriegelbar. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Bogenstück 11b mit einer Lasche 14.2 mit Durchsteckbohrung 14.3 versehen, wobei in der eingeklappten Stellung die Lasche 14.2 den Endbereich 11a1 des anderen Bogenstückes 11a so übergreift, daß die Durchsteckbohrung 14.4 des letztgenannten Bogenstückes mit der Durchsteckbohrung 14.3 des Bogenstückes 11b in Flucht zu liegen kommt und beide Bogenstücke durch einfügen eines Durchsteckbolzens, Splintes od.dgl. miteinander verriegelbar sind. Außer den schon erwähnten Scharniegelenken 12 und dem Verzahnungsbereich 14 umfassen die Mittel zur starren Kupplung allgemein mit 13 bezeichnete Anschlagflächen im Scharnierbereich der Bogenstücke 11a, 11b, welche sowohl an den Bogenstücken als auch dem restlichen Ringrahmenteil 11 ßo angeordnet und so ausgebildet sind, daß diese Anschlagflächen 13 in der dargestellten eingeklappten Stellung satt aufeinander liegen und ein v/eitergehendes Einklappen der Bogenstücke 11a, 11b über die dargestellte eingeklappte Stellung hinaus verhindern, dagegen andererseits auch das Aufklappen gemäß Stellung 11' zulassen.

Zur Zentrierung des Ringrahmens 6 bezüglich- der Rohrachse r ist dieser an mindestens drei über seinen Umfang gleichmäßig verteilten Stellen mit radial einstellbaren Abstandshaltern 15 versehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier solche

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Abstandshalter 15 vorgesehen, also für jeden Quadranten des Ringrahmens je ein Abstandshalter. Die Abstandshalter 15 sind als Abdrück-Spannbolzen ausgeführt, welche je in einer Büchse 15.1 des Ringrahmens 6 gelagert sind und einen inneren Abdrückstempel 15.2 sowie ein äußeres Handrad 15.3 aufweisen. Diese Spannbolzen werden vor dem Aufsetzen zunächst vorjustiert und nach dem Aufsetzen des Ringrahmens 6 so nachgestellt, daß sich eine zentrische Lage des Ringrahmens 6 bezüglich der Rohrleitung 2 bzv.·. der Rohrachse R ergibt. Die Führungsbahn 7 ist, wie erwähnt, als Rundzahnstange ausgeführt, am äußeren Umfang des Ringrahmens 6 angeordnet und entsprechend den Stoßstellen 11a1, 11b1, sowie den Stoß- und Gelenkstellen 12, 13 der Bogenstücke 11a, 11b derart geteilt, daß sich in der gekuppelten Lage 11" eine geschlossene Führungsbahn der Zahnstange 7 ergibt. Auf diese Weise wird die Notwendigkeit für ein nachträgliches Aufziehen von Zahnriemen oder Zahnketten auf den Ringrahmen vermieden. Die Bogenstücke 11a, 11b haben bevorzugt die gleiche Umfangslänge u, wie dargestellt, so daß die in Fig. 2 dargestellte Anordnung im wesentlichen spiegelsymmetrisch in Bezug auf die Vertikalachse ν ist. Durch die Abstandshalter 15 wird der Radialabstand 16 zwischen Innenumfang des Ringrahmens 6 und Außenumfang der Rohrleitung 2 aufrechterhalten. Dieser Radialabstand 16 ist zur genauen Einstellung und mit Rücksicht auf die Lage und Anordnung des Transportwagens mit seiner Prüfkopfanordnung erforderlich. Es ist nun zweckmäßig, daß jedes der Bogenstücke 11a, 11b unter Berücksichtigung dieses Radialabstandes 16 des Ringrahmens 6 zur Rohrleitung 2, der im dargestellten Ausführungsbeispiel etwa eine Ringrahmenhöhe h ausmacht, etwa 1/5 bis 1/4 des Ringrahmenumfanges überstreicht. Damit ist ein bequemes Aufsetzen des Ringrahmens 6 und auch Abmontieren ermöglicht.

2 Figuren

8 Patentansprüche

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

' 1 Λ Einrichtung zur Ultraschallprüfung vor- Rohrleitungen, ins-""-^ besondere der Hauptkühlmittelleitungen von Kernreaktoranlagen, mit einem auf den äußeren Umfang der Rohrleitung zentriert aufsetzbaren Ringrahmen, einer umlaufenden Führungsbahn des Ringrahmens, einem längs der Führungsbahn in Umfangsrichtung verfahrbaren Transportwagen und mit mindestens einer am Transportwagen gelagerten, mit diesem verfahrbaren sowie auch auf unterschiedliche Umlaufbahnen axial verstellbaren US-Prüfkopfanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß der . Ringrahmen (6) mindestens ein scharnierartig aufklappbares Bogenstück (11a, 11b) solcher Umfangslänge (u) aufweist, daß der geöffnete Ringrahmen quer zur Rohrleitung (2) auf letztere aufsetzbar ist, und daß das Bogenstück (6) mit Mitteln (12, 13, 14) zur starren Kupplung mit dem restlichen Ringrahmenteil in seiner eingeklappten Stellung versehen ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei zangenartig auf- und einklappbare Bogenstücke (Ha, 11b) mit je einem Scharniergelenk (12) versehen und die freien, in der eingeklappten Stellung (11") aneinanderstoßenden Enden (I1a1, 11bi) der Bogenstücke (Ha, 11b) miteinander verzahnt und mittels eines den Verzahnungsbereich (14) durchdringenden Durchsteckbolzens (14.1) miteinander verriegelbar sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bogenstücke (i4a, 14b) in ihrem Scharnierbereich mit Anschlagflächen (13) versehen sind, durch welche sie in der eingeklappten Stellung (11") eindeutig zueinander und zum restlichen Ringrahmenteil (11) fixierbar sind.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringrahmen (6) an mindestens drei über seinen Umfang gleichmäßig verteilten Stellen mit radial einstellbaren Abstandshaltern (15) versehen ist.

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ORIGINAL INSPECTED

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5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter als Abdrück-Spannbolzen ausgeführt sind, die in je einer Büchse (15.1) des Ringrahmens (6) gelagert sind und einen inneren Abdrückstempel (15.2) sowie ein äußeres Handrad (15.3) aufweisen.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine als Rundzahnstange ausgeführte Führungsbahn (7) am äußeren Umfang des Ringrahmens (6) angeordnet und entsprechend den Stoß- und den Gelenkstellen (12, 13, 14) der Bogenstücke (11a, 11b) derart geteilt ist, daß sich in der gekuppelten Lage (11") eine geschlossene Führungsbahn der Zahnstange ergibt.
7. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bogenstücke (Ha, 11b) die gleiche Umfangslänge haben.
8. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Bogenstücke (11a, 11b) - unter Berücksichtigung eines Radialabstandes (16) des Ringrahmens (6) zur Rohrleitung (2) von etwa einer Ringrahmenhöhe (h) - etwa 1/5 bis 1/4 des Ringrahmenumfanges überstreicht.

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