DE2640055A1

DE2640055A1 - Rohrkruemmermanipulator, insbesondere zur ultraschallpruefung bei kernreaktoranlagen

Info

Publication number: DE2640055A1
Application number: DE19762640055
Authority: DE
Inventors: Georg Gugel; Hans Ing Grad Kastl; Otto Dipl Ing Mueller
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1976-09-06
Filing date: 1976-09-06
Publication date: 1978-03-09
Also published as: BR7705921A; BE858401A; DE2640055B2; FR2363866B1; CH619042A5; JPS6057543B2; NL7709083A; SE7709558L; ES462152A1; SE431919B; IT1087380B; DE2640055C3; FR2363866A1; US4131018A; GB1568724A; JPS5332085A

Description

KRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

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Rohrkrümmermanipulator, insbesondere zur Ultraschallprüfung bei Kernreaktoranlagen . __

Die Erfindung betrifft einen Manipulator zur Materialprüfung von Rohrkrümmern von ihrer Innenseite her, insbesondere zur Ultraschallprüfung (US-Prüfung) der von außen nicht zugänglichen Verbindungsschweißnahtpartien zwischen dem Hauptkühlmittel-Leitungsstutzen eines Reaktordruckbehälters, seiner Primär-Rohrleitungs-Krümmer und der Primärleitung sowie zur US-Prüfung der Krümmerlängsnähte, wobei der Manipulator am Ausleger eines Mastmanipulators gelagert ist und - innerhalb des geöffneten Reaktordruckbehälters - mit dem Ausleger höhenverstellbar (z-Richtung), um die Mastachse drehbar und in Längs- und Querrichtung (x- und y-Richtung) verstellbar ist.

Es ist eine Einrichtung zum Durchführen von Untersuchungen und Wiederholungsprüfungen an den Innenflächen von oben offenen Druckbehältern bekannt (DT-PS 2 154 015), die mit einem Mastmanipulator arbeitet. Eine ähnliche Einrichtung ist durch die DT-AS 2 325 388 bekannt, bei der mittels eines horizontalen Armes auch der Innenumfang der Hauptkühlmittelleitung eines Reaktordruckbehälters prüfbar ist. Schließlich ist bereits ein Prüfsystemträger, insbesondere zur Ultraschallprüfung bei Kernreaktor-Druckgefäßen, vorgeschlagen worden (ältere Anmeldung P 25 57 992.4), mittels welcher bereits komplizierte Raumkurven im äußeren Stutzenkantenbereich abfahrbar sind. Mit allen den vorgenannten Prüfeinrichtungen ist es jedoch nicht möglich, Rohrkrümmer von ihrer Innenseite her zu prüfen. Hierzu besteht jedoch seit längerer Zeit ein Bedürfnis, da vielfach Kernreaktor-Bu₂I Po /6.8.1976 ^098 10/0391

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anlagen mit gekrümmten Hauptkühlmittelleitungen ausgestattet sind und die Sicherheitsbehörden auch eine Prüfung der Schweißnähte nicht nur von außen, sondern auch von innen an derartigen Rohrkrümmern verlangen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Manipulator zur Materialprüfung von Rohrkrümmern von ihrer Innenseite her zu schaffen, insbesondere zur Ultraschallprüfung der von außen nicht zugänglichen gekrümmten Hauptkühlmittelleitungsstücke bei Reaktordruckbehältern, mittels welchem in definierter und reproduzierbarer Weise durch Fernbedienung nach einem geeigneten Prüfprogramm die einzelnen Prüfbahnen abfahrbar sind. Von besonderer Bedeutung ist ein solcher Manipulator deshalb, weil

- abgesehen von der US-Prüfung vor Inbetriebsetzung - die genannten Rohrleitungsteile eine relativ hohe Dosisleistung aufweisen, die das Arbeiten in der Nähe der Rohrleitungen

- wenn überhaupt - nur für kurze Zeit und in Schutzanzügen zuläßt.

Ausgehend von einem Manipulator zur Materialprüfung von Rohrkrümmern der eingangs genannten Art wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Manipulator aus einem in Richtung der Rohr- bzw. Rohrkrümmungsachse verfahrbaren mehrgliedrigen Fahrzeug mit gelenkig miteinander verbundenen Fahrgliedern besteht, daß die Fahrglieder mittels aus- und einfahrbarer Stützbeine zentriert im Bezug auf den Rohrinnenumfang abstützbar und mittels an den Enden der Stützbeine gelagerter Rollkörper in Rohrlängsrichtung verfahrbar sind, daß der Manipulator ferner aus einem am kopfseitigen Fahrglied gelagerten Prüfsystemträger besteht, der mit dem Fahrzeug in Richtung der Rohrachse verfahrbar ist und der ein an mindestens einem Prüfarm befestigtes Prüfsystem aufweist, das mit dem Prüfarm in Rohrumfangsrichtung längs vorgegebener Prüfbahnen drehbar, radial ein- und ausfahrbar und auf die jeweilige Rohrmitte zentrierbar gelagert ist, und daß die Fahrglieder und der Prüfsystemträger über Gelenkkupplungen und längenverstellbare Antriebsglieder derart miteinander in Eingriff stehen, daß sie in einer gestreckten Bereitschaftsstellung, bei der sich der Manipulator vor dem Leitungsstutzen befindet, in Stutzenachs-

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richtung ausgerichtet, auf Rohrmitte zentriert und starr miteinander gekuppelt sind, dagegen in einer Fahrstellung, bei der sich mindestens das Piüfsystem des Manipulators im Krümmungsbereich des Rohres befindet, die Fahrglieder und der Prüfsystemträger lose miteinander gekuppelt sind, so daß sie sich während des Vorschubs in Rohrachsrichtung der Rohrkrümmung anpassen.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß nunmehr auch die Rohrkrümmer von innen heraus, d.h. die entsprechenden Schweißnahtpartien, mittels Ultraschall auf definierte und reproduzierbare Weise prüfbar sind, so daß nunmehr Prüfprotokolle erstellt werden können, die eine Aussage über den metallurgischen Zustand der wichtigen Hauptkühlmittelleitungen in ihrem Innenbereich verfügbar machen.

Die gelenkige Verbindung der Fahrglieder untereinander und mit dem Prüfsystemträger kann über Kardangelenke erfolgen, so daß auch räumlieh gekrümmte Rohrleitungskrümmer abfahrbar sind. In vielen Fällen sind jedoch die Rohrleitungen lediglich in einer Ebene gekrümmt, und für diesen Fall ist es besonders vorteilhaft, wenn die Fahrglieder und der Prüfsystemträger mittels Gelenklaschen derart gelenkig miteinander verbunden sind, daß das Fahrzeug eine der Rohrkrümmung entsprechende Auslenkung in einer Ebene auszuführen vermag, dagegen in anderen rohraxialen Ebenen starr ist.

Das Ausrichten des Fahrzeugs auf die Mitte des Rohrleitungskrümmers erfolgt vor dem Einfahren. Aufgrund von praktisch unvermeidbaren Meßungenauigkeiten kann sich nun vor dem oder beim Einfahren ein seitlicher Versatz zwischen dem Fahrzeug und der eigentlichen Ausrichtungsachse ergeben. Damit das Fahrzeug jedoch ungehindert weiterfahren kann, ohne daß ein Verklemmen auftritt, ist es gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß das Fahrzeug über ein Kreuaführungsstück an einem Ausleger des Mastmanipulators derart gelagert ist, daß ein seitlicher Versatz zwischen eingefahrenem Fahrzeug und Ausleger ausgleichbar ist, wogegen das Kreuzführungsstück zum Zentrieren und Augrichten des Fahrzeugs in seiner gestreckten

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BereitschaftSstellung arretierbar ist. Dieser Ausgleich ist auch vorteilhaft, falls das erste Fahrglied in den Krümmungsbereich
gelangen sollte. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt das erste Fahrglied des Fahrzeugs (das dem
Mastmanipulator am nächsten liegt) ein Teleskopgestänge, das an
dem Ausleger bzw. einer fahrzeugseitigen Gelenkflansch des Kreuzgelenkes befestigt ist. Hierdurch läßt sich der in Rohrachsrichtung liegende Prüfbereich in praktisch allen Fällen überstreichen, wobei, wie erwähnt, auch das erste Fahrglied in den Krümmungsbereich gelangen kann. Zur Definition der gestreckten Bereitschaftsstellung sind vorzugsweise an den Gelenklaschen und den Fahrgliedern Ausricht-Anschläge angebracht, die in der gestreckten
Bereitschaftsstellung satt aufeinanderliegen. Als Antrieb für
das Fahrzeug sind grundsätzlich elektrische, pneumatisch oder
hydraulische Antriebe möglieh. Bevorzugt werden jedoch pneumatische Antriebe eingesetzt, weil hierdurch eine eventuelle Leckage von Hydraulikflüssigkeit von vornherein unterbunden ist und
trotzdem die nötigen Kräfte bei robustem Aufbau aufzubringen
sind. Pneumatische Antriebe werden demgemäß bevorzugt eingesetzt zum Antrieb der Stützbein-Teleskope, zum Ausrichten oder Krümmen der Fahrgliederkette, zum Axialverschieben des Fahrzeugs und zum Ausfahren der Prüfarme des Prüfsystemträgers, ebenso wie auch
zum Betätigen eines an einem Axial-Radial-Gestange sitzenden
Ultraschall-Zentrierungsauges.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden im
folgenden anhand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden
Zeichnung erläutert, in welcher zeigen:

Fig. 1 zum Teil im Schnitt den Manipulator mit zwei Fahrgliedern und einem Prüfsystemträger, in einen Rohrkrümmer eingefahren, wobei die Eg. to zwei Teile 1A und 1B aufgeteilt ist;

Fig. 2 in einer um 90° gedrehten Darstellungsebene die Einzelheit des Kreuzgelenkes und des Teleskopes für das erste
Fahrglied;

Fig. 3 den Manipulator in der gestreckten Bereitschaftsstellung
vor dem Einfahren in den Rohrkrümmer, wobei auch ein Teil des Mastmanipulators und das US-Auge dargestellt sind,
in einem Aufriß;

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Fig. 4 einen Grundriß des Gegenstandes nach Fig. 3, jedoch in einer bereits in den Rohrkrümmer eingefahrenen Stellung;

Fig. 5 eine Frontansicht auf den Prüfsystemträger mit zwei Prüfarmen und

Fig. 6 eine Front- bzw. Stirnansicht eines Fahrgliedes mit seinen drei Stützbeinen und das US-Auge mit seinem Gestänge.

Gemäß Fig. 1 weist der als Ganzes mit 1 bezeichnete Manipulator ein erstes Fahrglied 1a, ein zweites Fahrglied 1b und einen Prüfsystemträger 1c auf, wobei die Glieder 1a, 1b, 1c mittels der Gelenke 2a,(siehe Fig. 2) 2b und 2c gelenkig miteinander zu einem mehrgliedrigem Fahrzeug verbunden sind. Die Innenkontur des Reaktordruckbehälters einer nicht näher dargestellten Kernreaktoranlage ist bei 3 und die Innenkontur des Rohrkrümmers bei 4 angedeutet. · Die entsprechenden Außenkonturen sind mit 3' bzw. 4¹ und ferner eine Stutzeninnen- und Außenkontur mit 5, 5¹ bezeichnet. Dementsprechend ist 3a der Reaktordruckbehälter, 4a die gekrümmte Hauptkühlmittelleitung und 5a der Druckbehälterstutzen. Es handelt sich hierbei um eine Hauptkühlmittelleitung, von welcher mehrere über den Umfang des Reaktordruckbehälters gleichmäßig verteilt angeordnet sind. 5b ist die Stutzennaht, 4b die Rohranschlußnaht, die Längsnähte innerhalb des Rohrkrümmers sind nicht näher dargestellt. Der Manipulator 1 ist am Ausleger 6 eines aus Fig. 3 und Fig. 4 ausschnittsweise ersichtlichen Mastmanipulators 7 gelagert; er ist innerhalb des geöffneten Reaktordruckbehälters 3a mit dem Mastmanipulator 7 bzw. dem Ausleger 6 höhenverstellbar in z-Richtung (Pfeil z) um die Mastachse 7a drehbar (Pfeil Mf ) und in Längs- und Querrichtung verstellbar (Pfeile χ und y in Fig. 4).

Die Fahrglieder 1a, 1b (siehe Fig. 1) sind mittels aus- und einfahrberer Stützbeine 8 zentriert in Bezug auf den Rohrinnenumfang 4 abstützbar und mittels an den Enden der Stützbeine gelagerter Rollkörper 8a in Rohrlängsrichtung (x-Achse) verfahrbar. Auch der kopfseitige Prüfsystemträger 1c ist mit dem Manipulator 1 bzw. dem Fahrzeug 1a, 1b in Richtung der Rohrachse verfahrbar. Er weist (siehe auch Fig. 5) zwei Prüfarme 9 auf, an denen je ein Prüfsystem 10 am äußeren Ende befestigt ist und ferner (siehe Fig. 1) je ein Stützrollenlineal 11 mit Stützrollen 11a.

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An dem Stützrollenlineal 11 sind auch, jeweils die Prüfsysteme 10 befestigt, welche aus einer Befestigungsplatine 10a, einem Schwinghebelsystem 10b und den eigentlichen Ultraschall-Prüfköpfen 10c bestehen, welche in an sich bekannter Weise mittels kardanischer Aufhängung an den Schwinghebeln 10b befestigt sind. Die Prüfarme 9 sind parallel zueinander auf Sehnen liegend um die Zentralachse 1' des Manipulators 1 punktsymmetrisch zueinander angeordnet, so daß bei Drehung des Prüfsystemträgers 1c jedes der Prüfsysteme 10 mit seinen Prüfköpfen entsprechende Prüfbahnen am Innenumfang 4 des Rohrkrümmers abfährt. Haben die Prüfsysteme 10 mit ihren Prüfköpfen 10c die gleiche Lage, so genügt eine Drehung von etwa 180° zum vollständigen Abfahren, andernfalls muß der Prüfsystemträger um 360° gedreht werden, wobei jedoch dann die doppelte Anzahl von Prüfbahnen abfahrbar ist. Hierbei rollt der Prüfsystemträger 1c mit seinen Stützrollen 11a in achsnormaler Lage und zentrisch zum jeweiligen Rohrkrümmerquerschnitt ab.

Die fahrglieder 1a, 1b und der Prüfsystemträger 1c sind über die schon erwähnten Gelenkkupplungen 2a, 2b und 2c miteinander gelenkig gekuppelt, und zwar ist der Manipulator zum Abfahren von in einer Ebene gekrümmten Rohrleitungen vorgesehen, so daß diese Gelenkkupplungen dementsprechend eine Krümmung nur in einer Ebene zulassen, wogegen in anderen rohraxialen Ebenen das Fahrzeug starr ist. Die Gelenkkupplungen bestehen (vgl. auch Pig. 2) aus Gelenklaschen 12 mit Gelenkauge 12a, Zapfen 12b und Rollenlager 12c. Entsprechend sind die Gelenkkupplungen 2b und 2c ausgebildet, wobei die Gelenkkupplung 2c um 90° gedreht zur besseren Erkennbarkeit dargestellt ist. Die Fahrglieder 1a, 1b und der Prüfsystemträger 1c stehen außerdem über längenverstellbare Antriebsglieder 13 miteinander in Eingriff. Diese bestehen aus pneumatischen Kraftkolbensystemen, deren Kolben jeweils bei 13a und deren Zylinder jeweils bei 13b an die Fahrglieder 1a, 1b, den Prüfsystemträger 1c und die Gelenklaschen 12 angelenkt sind. Die Gelenklaschen 12 und die Fahrglieder 1a, 1b sowie auch der Prüfsystemträger 1c sind nun mit Anschlägen Ha, 14b versehen, die in der gestreckten Bereitschaftsstellung (Fig.3) satt aufeinanderliegen, so daß diese Stellung eindeutig definiert

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ist. Der Manipulator 1 kann aus der z.B. in Fig. 1 dargestellten gekrümmten Stellung in die gestreckte Stellung nach Fig. 3 durch Betätigung der Kraftkolben 13 gebrächt werden, wobei zur Vereinfachung und übersichtlichen Darstellung die Druckmittelleitungen zu diesen Kraftkolben wie auch noch zu weiteren, weiter unten erläuterten Kraftkolbensystemen nicht dargestellt sind. Gemäß Fig. 3 ist in der gestreckten Bereitschaftsstellung der Manipulator 1, bevor er in die Rohrleitung 5a, 4a eingefahren wird, in Stutzenachsrichtung χ ausgerichtet und auf fiohrmitte zentriert, wobei die Fahrglieder 1a, 1b und der Prüfsystemträger 1c starr miteinander gekuppelt sind. Dagegen sind in der Fahrstellung (Fig. 4» Fig. 1) bei der sich gRgebensnfaUs ein Fahrglied 1b und mindestens der Prüf systemträger 1c im Krümmungsbereich des Rohres 5a, 4a befinden, die Fahrglieder 1a und 1b und der Prüfsystemträger 1c lose miteinander gekuppelt, so daß sie sich während des Vorschubs in Rohrachsrichtung χ der Rohrkrümmung 5 anpassen. Für diese Fahrstellung werden die Druckluftzylinder der pneumatischen Kraftkolben 13 drucklos gemacht, d.h. entlüftet.

Das Fahrzeug 1a, 1b, 1c, d.h. sein Fahrglied 1a ist nun über ein Kreuzführungsstück 15 am Ausleger 6 des Mastmanipulators 7 (vgl. insbesondere Fig. 1, 2) derart gelagert, daß ein seitlicher Versatz zwischen dem eingefahrenen Fahrzeug und dem Ausleger 6 ausgleichbar ist, wogegen das Kreuzführungsstück 15 zum Zentrieren und Ausrichten des Fahrzeuges (siehe Fig. 3) in seiner gestreckten Bereitschaftsstellung arretierbar ist. Im einzelnen besteht das Kreuzführungsstück aus zwischen drei Flanschen 15.1, 15.2 und 15.3 angeordneten Führungsstangenpaaren 15a, 15b, wobei der Flansch 15.2 mit Hülsen 16 auf den Führungsstangen 15a in z-Richtung verschieblich gelagert ist und der Flansch 15.3 mit Hülsen 17 auf den Führungsstangen 15b in y-Richtung verschieblich gelagert ist und zur Rückstellung in die Null-Lage Schraubendruckfedern 18 auf den Führungsstangeη 15a, 15b sitzen. Die beschriebene Führungseinheit des Kreuzführungsstückes wird im Falle des Ausrichtens des Manipulators (Fig. 3) durch Zentrierbolzen 19» die in entsprechenden Nuten 20 greifen, arretiert.

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Das erste Fahrglied 1a umfaßt ein Teleskopgestänge 21 mit Fußrohr 21a und Gleitrohr 21b, wobei das Gleitrohr 21b mit dem Fahrglied 1a fest verbunden ist und das Fußrohr 21 mit dem Flansch 15.3 des Kreuzführungsstückes 15. Als Stellantrieb 22 für das Teleskoprohr 21 dient wiederum ein pneumatisches Kraftkolbensystem, dessen Kolbenstange 22a am Grundkörper 1a¹ des Fahrgliedes 1a angelenkt ist und dessen Zylinder am Fußrohr 21a des Teleskoprohres 21 bei 22c angelenkt ist. Es sind zwei diametral gegenüberliegende Antriebssysteme 22 verwendet, vergleiche Fig. 1 und 2.

Zum Drehantrieb des Prüfsystemträgers 1c könnte diesem direkt ein Motor mit Getriebe zugeordnet sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die besonders robuste Bauform einer Gelenkini t welle 23 gewählt, deren kardanische Gelenke/23a und deren Rollenlagerung mit 23b bezeichnet sind. Die Gelenkwelle 23 1st vom Ausleger 6 durch das Kreuzführungsstück 15, das hohle Teleskopgestänge 21 und die hohlen Fahrglieder 1a, 1b, d.h. durch ihre hohlen Grundkörper 1a¹, 1b', hindurch bis hin zum Prüfsystemträger 1c verlegt. Sie ist mittels eines Antriebsmotors mit Getriebe (nicht näher dargestellt), der innerhalb des Auslegers 6 angeordnet ist, rotatorisch antreibbar. Die Rollenlager 23b sind innerhalb des Teleskoprohres 21b bzw. innerhalb von dem Fahrglied 1b und dem Prüfsystemträger 1c zugeordneten Hohlrohren 1b", Ic" angeordnet. Die Gelenkwelle 23 ist mittels der Schraubverbindung 23c längenverstellbar. An ihr freies Ende 23d ist der Prüfsystemträger 1c mit seinen Prüfarmen 9 angeflanscht. Auch die Prüfarme 9 sind als hohle Teleskoparme ausgebildet, wobei sie in ihrem Inneren einen Stellantrieb, vorzugsweise jeweils einen pneumatischen Kraftkolben enthalten (nicht näher dargestellt). Durch diesen Antrieb lassen sich die Prüfarme 9 etwa radial ausfahren und wieder einziehen und damit die Stützrollen 11a und die Prüfköpfe 10 in Stellung bringen. Die Prüfköpfe 10 sind in Fig. 1B weggelassen und nur in Fig. 5 dargestellt. Diese beim Prüfsystemträger 1c nicht näher dargestellten Kraftkolbensysteme sind etwa so ausgebildet, wie anhand des Fahrgliedes 1a näher dargestellt (Fig. 1). Die Stützbeine 8 des Fahrgliedes 1a und entsprechend auch des Fahrgliedes 1b sind an ihren Enden mit zweiarmig-symmetrischen, in Fahrtrichtung

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orientierten Rollenhebeln 24 versehen, welche starr mit den Stützbeinen 8 bei 24a verbunden sind, derart, daß das jeweilige Stützbein 8 sich achsnormal zum Rohrkrümmer 4a, 5a einstellt. Die starre Kupplung 24a wird durch eine festgezogene Schraubverbindung gebildet. Die Stützbeine 8 sind ebenso wie die schon erläutert en Prüf arme 9 hohl und als Teleskopgestänge 25 ausgeführt mit Fußrohr 25a und Gleitrohr 25b, wobei letzteres mittels Rollen 25c am Außenumfang des Fußrohres 25a genau geführt entlanggleiten kann. Der pneumatische Kraftantrieb ist hier mit 26, das Kolbengestänge 26a und der Zylinder mit 26b bezeichnet; letzterer ist bei 26c am Fußrohr 25a und ersteres an dem mit dem Gleitrohr verbundenen Schraubbolzen 24a angelenkt. In der jeweiligen Meßposition des Manipulators 1 werden die Rollen 8a durch Betätigung der pneumatischen Antriebe 26 fest gegen die Rohrinnenwand gedruckt und somit der Manipulator eindeutig verspannt und fixiert. Wie es Fig. 6 zeigt, sind pro Fahrglied 1a, 1b drei in einer achsnormalen Ebene angeordnete Stützbeine 8 vorgesehen. Das ergibt eine definierte Dreipunktauflage. Fig. 6 zeigt eine Ansicht in Richtung auf das freie kopfseitige Ende des Manipulators 1, wobei der Radialarm 27a eines US-Zentrierungsauges 27 erkennbar ist. Fig. 3 und 4 zeigen deutlicher das Axialgestänge 27b, welches durch eine aus Fig. 1 nicht ersichtliche Axialbohrung des Prüfsystemträgers 1c nach außen hindurchtritt, wobei der Radialarm 27a des US-Zentrierungsauges einen pneumatischen Kraftkolben 28 enthält. Mit diesem US-Auge 27 kann der Manipulator 1 (vgl. Fig. 3) in seiner gestreckten Breitschaftsstellung ein kurzes Stück in die Rohrleitung 4a, 5a eingefahren werden, wobei durch Drehung des Armes 27a die genaue zentrische Lage des Manipulators 1, d.h. die Ausrichtung auf die x-Achse, vorgenommen werden kann und wobei auch in der Prüfposition gemäß Fig. 1 und weitere Zwischenkontrollen der zentrischen Position des Manipulators 1 möglich sind.

Die Wirkungsweise des Manipulators ergibt sich, soweit sie nicht schon durch das Vorstehende ersichtlich war, wie folgt; Nach dem Einfahren des Manipulators in den geöffneten Reaktordruckbehälter (dieser ist zum Zwecke der Wiederholungsprüfung üblicherweise mit Wasser gefüllt) wird der Manipulator gemäß Fig. 3 in die gestreckte Bereitschaftsstellung gefahren und

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durch das US-Auge 27 auf Rohrmitte zentriert. Hierbei ist das Kreuzführungsstück 15 arretiert. Nun kann der Manipulator 1 mit dem Teleskop 21 langsam in das Rohr 4a, 5a eingefahren werden, wobei das Kreuzführungsstück 15 entriegelt ist und wobei auch die pneumatischen Antriebe 15, welche in der Position gemäß Fig.3 druckbeaufschlagt waren, nunmehr drucklos gemacht werden, so daß der Manipulator 1 mit seinem Fahrglied 1b den Krümmungen des Rohres zu folgen vermag. Der Prüfsystemträger 1 ist hierbei noch eingefahren, berührt also die Rohrwanaungen mit seinen Rollen-11a und Prüfköpfen 10 noch nicht. Ist diese erste Prüfposition erreicht, so werden die Stützbeine 8 durch Betätigung der Pneumatikantriebe 26 arretiert, und der Prüfsystemträger wird mit seinen Rollen 11a und Prüfköpfen 10 mittels seines Pneumatikantriebs in Prüfstellung gebracht. Nun kann der Prüfsystemträger längs der Prüfbahn durch langsames Drehen der Gelenkwelle 23 seine Prüfbahnen abfahren. Zum Abfahren weiterer Prüfbahnen wird der Prüfsystemträger wieder außer Eingriff bezüglich der Rohrwandung gebracht, die Rollen 8a werden durch Betätigung der Pneumatikantriebe 26 wieder entspannt, und durch Betätigung des leleskopes 21 mit Hilfe der Kraftkolben 22 kann der Manipulator 1 in die nächste axiale Prüfposition verfahren bzw. wieder herausgefahren werden. Bemerkt sei noch, daß in Fig. 4» linke Hälfte, eine Vorposition des Manipulators 7 dargestellt ist.

H Patentansprüche
6 Figuren

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Claims

Patentansprüche

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ζ 1.)Manipulator zur Materialprüfung von Rohrkrümmern von ihrer Innenseite her, insbesondere zur Ultraschallprüfung (US-Prüfung) der von außen nicht zugänglichen Verbindungsschweißnahtpartien zwischen dem Hauptkühlmittel-Leitungsstutzen eines Reaktordruckbehälters, seiner Primär-Rohrleitungs-Krümmer und der Primärleitung sowie zur US-Prüfung der Krümmerlängsnähte, wobei der Manipulator am Ausleger eines Mastmanipulators gelagert ist und - innerhalb des geöffneten Reaktordruckbehälters - mit dem Ausleger höhenverstellbar (z-Richtung), um die Mastachse drehbar und in Längs- und Querrichtung (x- und y-Richtung) verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Manipulator (1) aus einem in Richtung der Rohr- bzw. Rohrkrümmungsachse (X) verfahrbaren mehrgliedrigen fahrzeug (1a, 1b) mit gelenkig miteinander verbundenen Fahrgliedern (1a, 1b) besteht, daß die Fahrglieder mittels aus- und einfahrbarer Stützbeine (8) zentriert im Bezug auf den Rohrinnenumfang (4) abstützbar und mittels an den Enden der Stützbeine gelagerter Rollkörper (8a) in Rohrlängsrichtung (X) verfahrbar sind, daß der Manipulator (1) ferner aus einem am kopfseitigen Fahrglied gelagerten Prüfsystemträger (1c) besteht, der mit dem Fahrzeug (1a, 1b) in Richtung der Rohrachse (X) verfahrbar ist und der ein an mindestens einem Prüfarm (9) befestigtes Prüfsystem (10) aufweist, das mit dem Prüfarm in Rohrumfangsrichtung längs vorgegebener Prüfbahnen drehbar, radial ein- und ausfahrbar und auf die jeweilige Rohrmitte (X) zentrierbar gelagert ist, und daß die Fahrglieder (1a, 1b) und der Prüfsystemtfäger (1c) über Gelenkkupplungen (2a, 2b, 2c) und längenverstellbare Antriebsglieder (13) derart miteinander in Eingriff stehen, daß sie in einer gestreckten Bereitschaftsstellung, bei der sich der Manipulator (1) vor dem Leitungsstutzen (5a) befindet, in Stutzenachsrichtung (X) ausgerichtet, auf Rohrmitte zentriert und starr miteinander gekuppelt sind, dagegen in einer Fahrstellung, bei der sich mindestens das Prüfsystem (10) des Manipulators (1) im Krümmungsbereich des Rohres (4a) befindet, die Fahrglieder (1a, 1b) und der Prüfsystemträger (1c) lose miteinander gekuppelt sind, so daß sie sich während des Vorschubs in Rohrachsrichtung (X) der Rohrkrümmung anpassen.

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2. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug über ein Kreuzführungsstück (15) an einem Ausleger (6) des Mastmanipulators (7) derart gelagert ist, daß ein seitlicher Versatz zwischen eingefahrenem Fahrzeug (1a, 1b) und Ausleger (6) ausgleichbar ist, wogegen daa Kreuzführungsstück (15) zum Zentrieren und Ausrichten des Fahrzeuges (1a, 1b) in seiner gestreckten Bereitschaftsstellung arretierbar ist.
3. Manipulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Fahrglied (1a) des Fahrzeugs ein Teleskopgestänge (21) umfaßt, das an dem Ausleger (6) bzw. einem fahrzeugseitigen Gelenkflansch (15.3) des Kreuzführungsstückes (15) befestigt ist.
4. Manipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrglieder (1a, 1b) und der Prüfsystemträger (1c) mittels Gelenklaschen (12) derart gelenkig miteinander verbunden sind, daß das Fahrzeug (1a, 1b) eine der Rohrkrümmung entsprechende Auslenkung in einer Ebene (x - y) auszuführen vermag, dagegen in anderen rohraxialen Ebenen starr ist.
5. Manipulator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Gelenklaschen (12) und den Fahrgliedern sowie dem Prüf systemträger (1a, 1b, 1c) Ausricht-Anschläge (Ha, Hb) angebracht sind, die in der gestreckten Bereitschaftsstellung satt aufeinanderliegen.
6. Manipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an die Fahrglieder (1a, 1b) und den Prüfsystemträger (1c) Stellantriebe (13), vorzugsweise pneumatische Kraftkolben, angelenkt sind, mittels welcher sie aus der gekrümmten Fahrstellung in die gestreckte Bereitschaftsstellung und umgekehrt überführbar sind, und daß die Druckluftzylinder der pneumatischen Kraftkolben für den Fahrbetrieb Zweckes loser Kopplung der Fahrglieder (1a, 1b) und des Prüfsystemträgers (1c) entlüftbar sind.

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7. Manipulator nach einem der Ansprüche 1 his 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Drehantrieb des Prüfsystemträgers (1c) eine mit letzterem verbundene, mastmanipulatorseitig antreibbare Gelenk- bzw. Kardanwelle (23) vom Ausleger (6) durch das Kreuzführungsstück (15), das hohle Teleskopgestänge (21) und die hohlen Fahrglieder (1a, 1b) hindurch verlegt ist, wobei die Gelenkwelle (23) mittels Rollenlagerung (23b) in den einzelnen Fahrgliedern (1a, 1b) und am Prüfsystemträger (1c) gelagert ist.
8. Manipulator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb des Teleskopgestänges (21) ein zweiter Stellantrieb (22), vorzugsweise pneumatische Kraftkolben, achsparallel zum Teleskopgestänge (21) angeordnet und einerseits am ersten Fahrglied (1a), andererseits am Fußrohr (21a) des Teleskopgestänges (21) angelenkt ist.
9. Manipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützbeine (8) der Fahrglieder (1a, 1b) an ihren Enden mit zweiarmig-symmetrischen, in Fahrtrichtung orientierten Rollenhebeln (24) versehen sind, welche starr mit den Stützbeinen (8) verbunden sind, derart, daß das jeweilige Stützbein (8) sich achsnormals zum Rohrkrümmer einstellt.
10. Manipulator nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Stützbeine (8) hohl und als Teleskopgestänge ausgeführt sind und daß in ihrem Inneren ein Antrieb (26) zur Längenverstellung und zum Andrücken der Rollen (8a) an die Krümmerinnenwand in der jeweiligen Meßposition angeordnet ist.
11. Manipulator nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß pro Fahrglied (1a, 1b) mindestens drei in einer achsnormalen Ebene angeordnete Stützbeine (8) vorgesehen sind.

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12. Manipulator nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Antriebe (26) der Stützbeine (8) als pneumatische Kraftkolben ausgeführt sind (3.Gruppe), welche an den Rollenhebeln (24) einerseits und einem Teleskopfußrohr (25b) andererseits angelenkt sind.
13. Manipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß am Prüfsystemträger (1c) frontseitig das axial und radial ausfahrbare Gestänge (27b, 27a) eines US-Zentrierungsauges (27) gelagert ist.
14. Manipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Prüfarme (9) als hohle Teleskoparme ausgeführt sind und in ihrem Inneren ein Stellantrieb, vorzugsweise jeweils ein pneumatischer Kraftkolben (4.Gruppe), angeordnet ist.

809810/0391