DE2636246C2

DE2636246C2 - Verfahren zum Auffinden von Materialfehlern in der Wandung eines Reaktordruckbehälters

Info

Publication number: DE2636246C2
Application number: DE2636246A
Authority: DE
Inventors: Frederik Hendrik Delft Dijkstra; Herrmann Dipl.-Ing. Dr. 1000 Berlin Wüstenberg; Rudolf Dipl.-Ing. 6100 Darmstadt Zipser
Original assignee: Brown Boveri Reaktor 6800 Mannheim GmbH; Brown Boveri Reaktor GmbH
Current assignee: ABB Reaktor GmbH
Priority date: 1976-08-12
Filing date: 1976-08-12
Publication date: 1982-09-16
Also published as: DE2636246A1; CH616524A5; ATA510777A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auffinden von Materialfehlern in der Wandung eines Reaktordruckbehälters unter Verwendung wenigstens eines Ultraschallprüfkopfes, wobei der bzw. die Ultraschallprüfkopf/köpfe einer etwa kontinuierlichen Drehbewegung ausgese' τϊ und dadurch entlang der Prüflingsoberfläche geführt wird/werden und wobei der Schall zur Normalen der Prüflingsoberfläche geneigt eingestrahlt wird.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-OS 24 40 962 bekannt. Dabei werden die Prüfköpfe mittels einer eine Drehbewegung ausführenden Vorrichtung in einer durch Abstandshalter gegebenen Entfernung an der V/andung entlanggeführt. Zum genauen Prüfen eines mit Stutzen versehenen Reaktordruckbehälterdeckels oder Bodens ist das in der vorgenannten DE-OS 24 40 962 beschriebene Verfahren schon wegen deⁿ — konstruktiv bedingten — Abstandes der Prüfköpfe nicht geeignet Werden nämlich die Prüfköpfe mit dem durch den Aufbau der Vorrichtungen gegebenen Abstand an dem Stut/enfeld vorbeigeführt, so lassen sich aufgrund der störenden F'mflüsse durch die hervorstehenden Stutzen keine brauchbaren Ultraschallechos erzielen.

Ausgehend von dem in der DE-OS 24 40 962 angegebenen Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung das bekannte Verfahren so abzuwandeln und zu verbessern, daß es zum Auffinden von Materialfehlern (sog Reflektoren) samtlicher Orientierungen in den Steger /wischen den Stutzen eines Reaktordruckbehä'lu rbodensoder deckeis geeignet ist.

dclost wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß zur Prüfung der /wischen den Stutzen des Reaktordruikt'chalterbodens oder deckeis Vorhände nen Stege der n/u die Ultraschallprüfkopf/köpkanhegend an der Stegoberflache geführt wird/werden und daß der bzw, die Prüfkopf/köpfe um seine bzw, ihre Prüflingshoriüäle/n ständig Verdreht wird bzw, werden^

Zwar ist aus der DE-ÖS 24 18 001 ein Prüfverfahren bekannt, bei dem die Oberfläche der Stege eines Reaklordnickbehälterdeckels in Längs· und Querrichtung abgetastet wird, Jedoch bleibt die Orientierung der Prüfkööfe während des Abtäslens unverändert, Und da

sich Reflektoren nur erkennen lassen die etwa senkrecht zu ihrer Erstreckung beschallt werden, bleiben Reflektoren anderer Orientierungen sowie kurze Anrisse in unmittelbarer Umgebung der Stutzenbohrungen uner-¹J kannt.

Durch die Drehbewegung mit an der Stegoberfläche anliegendem Prüfkopf werden mit Sicherheit alle in radialer Richtung vom Stutzen wegführenden Reflektoren erkannt, da jeder Reflektor in einer Stellung immer ίο optimal, d. h. senkrecht zu seinem Verlaui, beschallt wird. Mit dem Verdrehen des Prüfkopfes um seine Prüflingsnormale werden auch die in anderen Orientierungen verlaufenden Reflektoren sicher erfaßt. Selbst Anrisse der Stutzenbohrungen, die bei der Drehbewegung aufgrund des zwischen Stutzen und Prüfkopf einzuhaltenden Sicherheitsabstandes kaum festgestellt werden können, sind beim Verdrehen des Prüfkopfes einwandfrei zu erkennen. Weiterhin läßt sich mit dem Verdrehen auf einfache Weise die Lage und Größe eines Materialfehlers analysieren.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wärd der Rotstionsradius der Drehbewegung einer kontinuierlichen oder sprungweisen Veränderung unterworfen.

Dadurch wird die Drehbewegung auf einfache Weise den Gegebenheiten der Prüflingsoberfläche angepaßt.

Anhand von Ausführungsbeispielen und der schematischen Zeichnungen (Fig. 1—9) wird nachfolgend das erfindungsgemäße Verfahren sowie die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens erläutert.

Die F i g. 1 zeigt den Ausschnitt des Stutzenfeldes eines Reaktordruckbehälter-Deckels 1. Ein Ultraschallprüfkopf 3, bei dem der Schall zur Normalen 33 der Prüflingsoberfläche geneigt eingestrahlt wird, rotiert mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit mit einem Rotationsradius »r« und beschallt unter einem bestimmten Einschallwinkel ein ringförmiges Volumen. Die Wirkung des gleichzeitigen Verdrehens des Prüfkopfes 3 um die Prüflingsnormale 33 'st aus F ι g. 2 zu ersehen. Während in F ι g. 1 beim "iotierv. η des Prüfkopfes das schraffierte Feld 5 nicht beschallt wird, ist mit seinem Verdrehen um die Normale 33 aas verbleibende, nicht beschallte Feld 5a gem. F ι g. 2 wesentlich kleiner. Durch das Rotieren und Verdrehen werden rißartige Materialfehler sogenannter Reflektoren unter einem optimalen Einschallwinkel beschallt, womit eine hohe Auffindwahrscheinlichkeit des Prüfverfahrens erzielt wird. Diese Auffindwahrscheinlichkeit wird noch erhöht, wenn das zu prüfende Volumen auf einer anderen Bahn abgetastet wird. Die schraffierten Felder 6 der F i g. 3 zeigen derartige mehrfach abgetastete Bereiche Dabei können auch mehrere Prüfköpfe gleichzeitig eingesetzt werden. Der Einfachheit halber wird ledoch in der folgenden Beschreibung nur von einem Prüfkopf ausgegangen

Die F ι g -¹ und 4a zeigen die Anwendung des Verfahrens /ur Analyse eines Reflektors h'/üglich seiner Lage und Große Bei der Rotationsbewegung clrs Prüfkopfes 3 ohne Verdreher wird der Reflektor /■*,<-erkannt (F-ι ρ 4) Mi! Hilf« des Verdrehens in eine Pendelbewegung (Winkel y um die Prüflingsnormale 3? (F i gi 4a) wird der Reflektor jedoch genauer analysiert. Ein derartiger Reflektor kann beispielsweise auch durch einen Anriß einer Stutzenböhrüng gegeben sein.

Ein Beispiel, das zusätzlich zur Dreh- und Verdrehbewegung des Winkelprüfkopfes eine Längsbewegung desselben vorsieht, ist aus der F i g. 5 zu ersehen. Damit kann z. B. die Gasse eines Stutzenfeldes mit einem

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Durchgang geprüft werden, wenn die aus Drehbewegung gemäß Pfeil 41 und der Bewegung parallel zur zu prüfenden Fläche 42 gemäß Pfeil 43 resultierende Zykloide 44 entsprechend gewählt wird.

Die Fig.6, 7 und 8 zeigen die Ausbildung einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Prüfung des Stutzenfeldes eines Reaktordruckbehälterdeckels. Die Fig.8 zeigt einen Schnitt längs A-A in Fig.7, während die Fig.8a einen Schnitt längs Γ-ßin Fig.8darstellt.

Der Reaktordruckbehälterdeckel 1 wird nach dem Abheben vom Reaktordruckbehälter auf einem ringförmigen Traggestell, dem sogenannten Abstellring 8, gelagert Mit Tragkonsolen 9, die am Abstellring befestigt sind, ist ein Tragring 10 fest verbunden. Ein Drehkranz 11 bildet mit dem Tragring 10 über Kugeln 12 eine Art Rillenkugellager. Ein Drehantrieb 13 treibt mit einem Zahnrad 14 über eine am Drehkranz 11 angebrachte Innenverzahnung denselben an, so daß er sich in Pfeilrichtung 15 bewegt. Der Drehantrieb weist einen Ortsgeber 16 auf, der die Winkelkoordinate einer auf dem Drehkranz 11 diametral angeordneten Führungsschiene 17 anzeigt. Entlang der Führungsschiene bewegt sich, von einem Motor 18 angetrieben, ein Prüfwagen 19, dessen Position von dem Ortsgeber 20 angezeigt wird. Auf dem Prüfwagen 19 ist ein kombinierter Hub- und Drehantrieb 21 befestigt Dieser Antrieb bewegt beispielsweise über hydraulische Mittel eine Stange 22 in vertikaler Richtung und versetzt über geeignete mechanische Mittel diese Stange 22 um ihre Achse 23 in Drehung. Die jeweilige Stellung der Stange 22 wird durch einen Ortsgeber 46 angezeigt. Mit dem freien Ende ihres im Querschnitt verringerten Teils 34 ist die Stange 22 in einer Stutzenbohrung 35 geführt. An einem Bund 24 der Stange 22 ist ein Innenteil 26 eines Halters 25 befestigt (Fig.8). Ein Außenteil 27 des Halters 25 ist im Innenteil 26 geführt und über einen Stellantrieb 28 in Pleilrichtung 29 bewegbar. Die jeweilige Stellung des Außenteils 27 wird über einer. Ortsgeber 36 angezeigt. In einem Abstand »r« ist parallel zur Achse der Stange 22 an dem Außenteil 27 ein Teleskop 30 befestigt. An dem freien Ende des Teleskops ist an einer Welle 45 ein Kardangelenk 32 befestigt, mit dem der Winkelprüfkopf 3 verbunden ist.

Die Welle 45 wird durch einen in einem Rohr 48 des Teleskops angeordneten Stellantrieb 47 verdreht, so daß der Prüfkopf 3 über das Kardangelenk um seine Achse 33 die gleiche Drehbewegung ausführt. Über die mittels einer Druckfeder 31 vertikal bewegbare Welle 45 wird der Prüfkopf 3 mit einer gleichbleibenden Kraft an die Fläche des Stutzonfeldes gedrückt

Die Einrichtung wird über nicht dargestellte Leitungsverbindungen fernbedient. Nachdem über Drehkranz 11. Prüfwagen 19, Stange 22 und Außenteil 27 das zu prüfende Stutzenfeld angefahren ist, wird die Stange 22 über den kombinierten Hub- und Drehantrieb in Bewegung versetzt Der Prüfkopf rotiert entsprechend dem eingestellten Rotationsradiu' »r« über das zu prüfende Stutzenfdd und wird mit Mi;fe der Druckieder 31 mit gleichmäßiger Kraft an das Stutzenfeld gedruckt. Die Drehbewegung kann selbstverständlich durch zusätzliche Veränderung des Rotationsradius »r« zu einer Sniralbewegung werden. Eine zusätzliche Verdrehung des Winkelprftfkopfes um seine Achse 33 im Bereich des Winkels φ ergibt den erwünschten Erfolg des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die Fig.9 zeigt eine Einrichtung, die zum Prüfen eines mit Stutzen versehenen Reaktordruckbehäfterbodens 2 geeignet ist. Der kombinierte Hub- und Drehantrieb 21 ist bier ebenfalls an dem Prüfwagen 19 befestigt, der in der Führungsschiene 17 geführt ist. Die Führungsschiene -st Teil einer bekannten Manipuliereinrichtung 36.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Verfahren zum Auffinden von Materialfehlern in der Wandung eines Reaktordruckbehälters unter Verwendung wenigstens eines Ultraschallprüfkopfes, wobei der bzw. die Ultraschallprüfkopf/köpfe einer etwa kontinuierlichen Drehbewegung ausgesetzt und dadurch entlang der Prüflingsoberfläche geführt wird/werden und wobei der Schall zur Normalen der Prüflingsoberfläche geneigt eingestrahlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Prüfung der zwischen den Stutzen des Reaktordruckbehälterbodens oder -deckeis vorhandenen Stege der bzw. die Ultraschallprüfkopf/köpfe anliegend an der Stegoberfläche geführt wird/werden und daß der bzw. die Prüfkopf/köpfe um seine bzw. ihre Prüflingsnormale/n ständig verdreht wird/werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationsradius der Drehbewegung eo.er kontinuierlichen oder sprungweisen Veränderung unterworfen wird.