DE2609541C3 - Einrichtung zur Ultraschallprüfung von Rohrleitungen, insbesondere der Hauptkühlmittelleitung von Kernreaktoranlagen - Google Patents

Description

Die in den Figuren dargestellte Einrichtung I 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 zur thermischen Isolierung dient. Es kann sich hierbei jedoch auch um einen Berstschutzmantel handeln. Dieser Mantel 4 ist im Prüfbereich 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 umLufende 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 Ultraschall-Prüfkopfanordnung 9. Wenn im folgenden von Transportwagen oder Wagen 8 die Rede ist, so soll darunter auch grundsätzlich ein Schütten verstanden werden; wesentlich ist, daß es sich dabei um einen mittels Fernsteuerung auf definierten Umlaufbahnen fortb'iwegbaren Transportkörper handelt, so daß die bei 10 ai gedeuteten, z. B. mäanderförmigen Prüfbahnen defini :rt und reproduzierbar mit dem Ultraschall-Prüfkopf? abgefahren werden können.

Hierzu sind im Transportwagen 8 zwei achsparallel zur Rohrleitungsachse R verlaufende Gewindespindeln 8a mit Wandermuttern 86 gelagert, wobei mit den Wandermuttern 86 wiederum der radial orientierte Prüfarm 9a nf'. Ultraschall-Prüfkopf 96 der Ultraschall-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 kanu. Antrieb Sdtreibt über Gewindespindel 8e und Führungsstangen Sa Schlittenplatte Sb zur Verstellung in axialer Richtung an. Zur präzisen Führung des Transportwagen 8 ist die Führungsbahn 7 an einem abgewinkelten Rahmenteil Sa mit achsnormal orientierter Winkelringbahn 6.1 und in Umfangsrichtung verlaufender Winkelringbahn 6.2 angeordnet. An der achsnormalen 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 Eingiiff zwischen der Führungsbahn 7 und dem Zahnrad 8.2, andererseits durch die Gegenrolle S3, welche die zylindrische Winkelringbahn 6.2 untergreift, so 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 Ultraschall-Prüfkopf umfaßt mindestens einen Sender und einen Empfänger, wobei, wie an sich bekannt, durch Vergleich der Sende- und itr Empfangssignale hinsichtlich ihrer Kurvenform Rückschlüsse auf etwaige Materialfehler möglich sind.

Der Ringrahmen 6 — vergleiche insbesondere F i g. 2 — weist nun zwei scharnierartig aufklappbare Bodenstücke 1Ia, I \b solcher Umfangslänge u auf, daß de,-geöffnete Ringrahmen 6 (vgl. die mit M' bezeichnete aufgeklappte Stellung der Bogenstücke lla, Wb) quer zur Rohrleitung 2 auf letztere aufsetzbar ist. Die Bogenstücke Ma, 116 sind jeweils mit Mitteln 12,13, 14 zur 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 Ha, 1 \b überstreicht, erzielen; besonders vorteilhaft ist jedoch die dargestellte Ausführung mit ^wei Bogenstücken Ma, Wb, weil hier ein geringerer Raumbedarf für die aufgeklappte Stellung W' vorhanden ist. Die beiden Oogenstücke 1 Ia, Wb sind ersichtlich zangenartig auf- und einklappbar und hierzu mit je einem Scharniergelenk 12 versehen, womit sie jeweils am restlichen Ri-jjrahmenteil 11 ausschwenkbar gelagert sind. Die fre'en, in der eingeklappten Stellung aneinanderstoßenden Enden Mal, 1161 der Bogenstücke Ma, Mitsind weiterhin, ganz allgemein gesprochen, miteinander verzahnt und mittels eines den Verzahnungsbereich 14 durchdringenden Durchsteckbolzens 14.1 miteinander verriegelbar. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Bogenstück 116 mit einer Lasche 14.2 mit Durchsteckbohrung 14.3 versehen, wobei in der eingeklappten Stellung die Lasche 14.2 den Endbereich Mal des anderen Bogenstückes 11 a so übergreift, daß die Durchsteckbohrung 14.4 des letztgenannten Bogenstückes mit der Durchsteckbohrung 14.3 des Bogenslückes 116 in Flucht zu liegen kommt und beide Bogenstücke durch Einfügen eines Durchsteckbolzens, Splintes od. dgl. miteinander verriegelbar sind. Außer den schon erwähnten Scharniergelenken 12 und dem Verzahnungsbereich 14 umfassen die Mittel zur stzrren Kupplung allgemein mit 13 bezeichnete Anschlagflächen im Scharnierbereich der Bogenstücke Ma, 116, welche sowohl an den Bogenstücken als auch dem restlichen Ringrahmenteil M so angeordnet und so ausgebildet sind, daß diese Anschlagflächen 13 in der dargestellten eingeklappen Stellung satt aufeinander liegen und ein weitergehendes Einklappen der Bvjgenstücke Ma, 116 über die dargestellte eingeklappte Stellung hinaus verhindern, dagegen andererseits auch das Aufklappen gemäß Stellung M' 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 Abstandshalter 15 vorgesehen, also für jeden Quadranten des Ringrahmens je ein Abstandshalter. Die Abstandshalter 15 sind als Abdrück-Spannbolzen abgeführt, welche je in einer Büchse 15.1 des Ringrahmens 6 gelagert sind und einen inneren Abdrückstempel 15.2 sowie ein äußeres Handrad '5.3 aufweisen. Diese Spannbolzen werden vor dem Aufsetzen zunächst vorjustiert und nach dem Aufsetzen des Ringrahmens 6 so nachgestellt, daß sich eine zentrische Lage des Rin^rahmens 6 bezüglich der Rohrleitung 2 bzw. der Rohrachse R ergibt. Die Führungsbahn 7 ist, wie erwähnt, als Rundzahnstange ausgeführt, am äußeren Umfang des Ringrahmens 6 angeordnet und entsprechend den Stoßstellen Mal, 1161 sowie den Stoß- und Gelenk-

steilen 12, 13 der BogenMücke 11a, ttb derart geteilt, daß sich in der gekuppelten Lage 11" eine geschlossene Führungsbahn der Zahnstange 7 ergibt. Auf diese Weise wird die Notwendigkeit für ein nachträglichen 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 F i g. 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 zi genauen Einstellung und mit Rücksicht auf die Lage un Anordnung des Transportwagens mit seiner Prüfkopl anordnung 9 erforderlich. Es ist nun zweckmäßig, da jedes der Bogenstücke 11a, II/? unter Berücksichtigun dieses Radialabstandes 16 des Ringrahmens 6 zu Rohrleitung 2, der im dargestellten Ausführungsbeispie etwa eine Ringrahmenhöhe h ausmacht, etwa 'Λ bis '/ des Ringrahmenumfanges überstreicht. Damit ist ei bequemes Aufsetzen des Ringrahmens 6 und auc Abmontieren ermöglicht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. 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 Ultraschall-Prüfkopfanordnung, wobei der Ringrahmen mindestens ein scharnierartig aufklappbares Bogenstück solcher Umfangslänge aufweist, daß der geöffnete Ringrahmen quer zur Rohrleitung auf letztere aufsetzbar ist, und wobei das Bogenstück mit Mitteln zur starren Kupplung mit dem restlichen Ringrahmenteil in seiner eingeklappten Stellung versehen ist, 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, 116; derart geteilt ist, daß sich in der gekuppelten Lage (H") eine geschlossene Führungsbahn der Zahnstange ergibt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringrahmen (6) an mindestens drei über seinen Umfang gleichmäßig verteilten Stellen mit radial einstellbaren Abstandshaltern (15) versehen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dab die Abstandshalter als Abdrück-Spannbolzen ausgeführt sind, Ure in je einer Büchse (15.1) des Ringrahmens \δ) gelagert sind und einen inneren Abdrückstempel (15.2) jowie ein äußeres Handrad (15.3) aufweisen.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Bogenstücke (Ua, üb) — unter Berücksichtigung eines Radialabstandes (16) des Ringrahmens (6) zur Rohrleitung (2) von etwa einer Ringrahmenhöhe (h) — etwa V₅ bis V₄ des Ringrahmenumfanges überstreicht.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschall-Prüfkopfanordnung (9) in an sich bekannter Weise rohrachsparallel auf unterschiedliche Umlaufbahnen (10) verstellbar gelagert ist.

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 Ultraschall-Prüfkopfanordnung, wobei der Ringrahmen mindestens ein scharnierartig aufklappbares Bogenstück solcher Umfangslänge aufweist, daß der geöffnete Ringrahmen quer zur Rohrleitung auf letztere aufsetzbar ist, und wobei das Bogenstück mit Mitteln zur starren Kupplung mit dem restlichen Ringrahmenteil in seiner eingeklappten Stellung versehen ist.

Eine solche Einrichtung ist durch die US-PS 39 21 440, die US-PS 32 48 933 sowie ferner die SU-PS 4 46 828 bekannt. Bei diesen bekannten Einrichtungen erfolgt der Eingriff zwischen dem umlaufenden Transportwagen und der Führungsbahn mittels Rollen, also durch Reibschluß. Ein derartiger Rolleneingriff hat den Nachteil des Schlupfes, wodurch — wenn eindeutige Positions-Rückmeldungen bewirkt werden sollen — gesonderte Zahnkränze od. dgl. erforderlich werden, die jedoch bei den bekannten Einrichtungen nicht vorgesehen sind.

Es ist ferner eine Einrichtung zur Ultraschallprüfung von Rohrleitungen der eingangs genannten Art bekannt (Conferenzpaper C 57/72, Konferenz »Periodic Inspec-•5 tion of Pressure Vessels« vom 9.—11. 5. 1972 der •■»Institution of Mechanical Engineers«, 1 Birdcage Walk, Westminster, London, S. 217—219, insbesondere Fig.57.19 und Fig.57.20), bei der eine Führungsbahn für den Transportwagen durch eine um den Rohrumfang und den Ringrahmen gelegte vielgliedrige Kette gebildet ist, welche, nach dem der Ringrahmen montiert ist, um diesen gelegt und anschließend an einer Stelle geschlossen wird. Diese Montage ist verhältnismäßig zeitaufwendig; damit sich das Bedienungspersonal unter Beachtung der Schutzvorschriften für die Montage der Prüfeinrichtung nur eine geringe Zeit im kontaminierten Bereich der Hauptkühlmittelleitungen aufzuhalten braucht, ist eine schnelle und sichere Montage derartiger Prüfeinrichtungen erwünscht. Die vielgliedrige Kette bei der letzterwähnten bekannten Einrichtung ist außerdem für eine genaue Positions-Rückmeldung verhältnismäßig grob.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einrichtung zur Ultraschallprüfung von Rohrleitungen der eingangs genannten Art nicht nur mit wenigen Handgriffen montier- und demontierbar zu gestalten, wobei eine eindeutige und sichere Befestigung der Einrichtung in zentrischer Lage gewährleistet sein soll, sondern auch in dieses Prinzip die umlaufende Führungsbahn einzubeziehen, welche zugleich eine eindeutige Positions-Rückmeldung für die jeweilige Prüfkopfstellung ermöglichen soll, so daß auf diese Weise ein reproduzierbares Abfahren der Prüfbahnen gewährleistet ist. Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß eine als Rundzahnstange ausgeführte Führungsbahn am äußeren Umfang des Ringrahmens angeordnet und entsprechend den Stoß- und den Gelenkstellen der Bogenstücke derart geteilt ist, daß sich in der gekuppelten Lage eine geschlossene Führungsbahn der Zahnstange ergibt. Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß die Führungsbahn der Rundzahnstange in den Aufklapp- und Kupplungsvorgang einbezogen ist und daß die sehr fein auszuführende Zahnteilung eine genaue Positions-Rückmeldung des Transportwagens zuläßt.

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

Fig. I im Aufriß, zum Teil im Schnitt, sowie in vereinfachter, schematischer Darstellung eine Einrichtung zur Ultraschall-Prüfung nach der Erfindung, aufgesetzt auf eine Hauptkühlmittelleitung und in Prüfstellung gebracht;

Fig.2 den Querschnitt längs der Linie H-Il aus Fig. I.