DE2726612A1

DE2726612A1 - Pruefmanipulator zur aussenpruefung von rohrleitungen, vorzugsweise zum ultraschall- pruefen bei reaktordruckbehaeltern

Info

Publication number: DE2726612A1
Application number: DE19772726612
Authority: DE
Inventors: Georg Gugel
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1977-06-13
Filing date: 1977-06-13
Publication date: 1978-12-14
Also published as: ATA269178A; DE2726612C3; DE2726612B2; AT365836B

Description

Prüfmanipulator zur Außenprüfung von Rohrleitungen, vorzugs-
weist zum Ultraschall-PrUfen bei Reaktordruckbehältern Die Erfindung bezieht sich auf einen Prüfmanipulator zur AußenprUfung von Rohrleitungen, vorzugsweise zum Ultraschall-Prtifen der Rohranschlußnähte und ihrer angrenzenden Wärme ein flußzonen bei Reaktordruckbehältern, mit einer Prüfkopfhalterung und einem an dieser vorzugsweise kardanisch gelagerten, radial auf die PrUfbahn anfederbaren Prüfköpfen, ferner mit einem achaparallel zur Rohrachse geführt hin- und herbewegbaren Schlitten als Träger der PrUfkopfhalterung und einem zentriert zur Rohrachse in Stellung bringbaren Ringrahmen mit umlaufender Fuhrungsbahn zur Bewegung der Prüfkopfhalterung in Rohr-Umfangsrichtung.
Ein solcher Prüfmanipulator ist einem älteren Vorschlag nach der deutschen Patentanmeldung P 26 34 158.2 zu entnehmen.
Dort ist der Ringrahmen am Außenumfang des Rohres mittels Abstützfüßen zentriert und fixiert. Die Prüfkopfhalterung wSlzt sich mit einem Zahnrad an einer Führungsbahn des Ringrahmens ab; sie umfaßt einen axial mittels Wandermutter und Spindel verschiebbaren und einen Schlepphebel tragenden Schlitten, wobei die PrUfköpfe am Schlepphebelende sitzen. Mit einem solchen PrUfaanipulator ist es möglich, die Außenkontur von Rohrstutzen und Rohranschlußnähten abzufahren, vorausgesetzt, daß in radialer Richtung genügender Freiraum zur Verfügung steht und der Prüfmanipulator nahe genug an dem zu prüfenden Bereich in Stellung gebracht werden kann. Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit dem Problem, eine AuBenprUfung von Rohrleitungen an nicht oder nur schwer zugänglichen Stellen durchzuführen. Dieses Problem tritt insbesondere bei den Rohranschlußnähten der Rohrleitungen von Reaktordruckbehältern auf, wobei die Rohrleitungen durch eine den Reaktordruckbehälter umgebende thermische Isolierschicht und den biologischen Schild mit relativ engem Ringspalt hindurchgeführt sind. Innerhalb dieses Ringspaltes in unmittelbarer Nähe des Reaktordruckbehälters einen Prüfmanipulator in Stellung zu bringen, ist einerseits aus räumlichen Gründen sehr schwierig, andererseits ist die Strahlendosis in diesem Bereich sehr hoch. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Prüfmanipulator zu schaffen, mit dem die geschilderten Schwierigkeiten umgangen werden können, d.h., der eine geringe radial Bauhöhe aufweist und von außen in PrUfposition gebracht werden kann, ohne daß das Bedienungspersonal einer erhöhten Strahlungsdosis ausgesetzt ware.
Gegenstand der Erfindung ist ein Prüfmanipulator der eingangs genannten Art zur Außenprlifung von Rohrleitungen an nicht oder nur schwer zugänglichen Stellen. Bei einem solchen PrUfmanipulator wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Prüfkopfhalterung am Ringrahmen befestigt und der Ringrahmen in Rohrumfangsrichtung drehbar am Schlitten gelagert und mit einem am Schlitten befestigten Drehantrieb gekoppelt ist und daß zur rohrachsparallelen Führung und Lagerung des Schlittens ein auf das Rohr zentriert aufsetzbarer Tragrahmen vorgesehen ist, dessen Schlitten-Führungsbahn eine axiale Länge besitzt, die größer ist als der zur Beschreibung der Prüfbahnen erforderliche Axialhub. Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß die axiale Führungsbahn des Tragrahmens unschwer die gesamte Durchführungslänge der Rohrleitung überstreichen kann und daß somit der Schlitten von einer von außen zugänglichen Montagelage mit dem Ringrahmen und der Prüfkopfhalterung axial durch den Ringspalt in Prüfposition verfahren werden kann, von der aus dann die automatische Prüfung der Schweißnahtzone vorgenommen wird.
Da der Tragrahmen stabil ausgeführt und mit entsprechender Präzision auf den Rohraußenumfang aufgesetzt werden kann, so ist der PrUfnaflipulator an beliebige axiale Längen gerader Rohrleitungen innerhalb nicht oder nur schwer zugänglicher Bereiche anpaßbar. Der Antrieb für die Prüfkopfhalterung braucht nicht sehr umzulaufen; er wird nur noch axial mit dem Schlitten verschoben. Der Antrieb für die Axialverschiebung des Schlittens kann außen auf einen Stirnflansch des Tragrahmens befestigt werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sowie ihre Wirkungsweise werden im folgenden anhand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung beschrieben, in welcher in schematischer, vereinfachter Darstellung zeigen: Fig. 1 einen Prüfuanipulator nach der Erfindung in Prüfposition und in Stellung gebracht auf dem Außenumfang der Speisewasserleitung eines Reaktordruckbehälters im Aufriß z.T.
in Schnitt; Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 in Seitenansicht z.T. im Schnitt gemäß der Linie II-II aus Fig. 1.
Gemaß Fig. 1 ist das Anschlußrohr 1 der Speisewasserleitung eines Reaktordruckbehälters 2 unter Bildung eines relativ engen Ringraumes 3 durch eine der thermischen Isolierung dienende Isolierschicht 4 und eine entsprechende Öffnung im biologischen Schild 5 nach außen hindurchgeführt. Die Rohrleitung 1 ist an den Stutzen 2a dos Reaktordruckbehälters 2 mittels der Rohranschlußnaht 6 angeschweißt. Diese Anschlußnaht 6 und die angrenzenden Wärmeeinflußzonen, die den Prüfbereich 6a bilden, Bussen bei der Null-Aufnahme sowie auch bei der sogenannten Wiederholungsprüfung, also periodisch, auf Materialfehler untersucht werden. Hierzu dient vorzugsweise ein Prüfsystem 7, bestehend aus nicht näher dargestellten Ultraschall-Prüfköpfen (Sendern und Empfängern), die an einer als Ganzes mit 8 bezeichneten PrUfkopfhalterung befestigt sind. Die Prüfkopfhalterung 8 gehört zu dem als Ganzes mit PM bezeichneten Prüfmanipulator.
Die Prüfköpfe 7 sind, vorzugsweise kardanisch, an einem Schwinghebel 8a gelagert (nicht im einzelnen dargestellt), wobei der Schwinghebel pneumatisch oder auf andere Weise federeleastisch in Richtung auf die Prüfbahn 9 angefedert ist und am Ausleger 8b im Gelenkpunkt 8c schwenkbar gelagert ist. Der Ausleger 8b wiederum ist an der prüfbahnseitigen Stirnfläche eines Ringrahmens 10 befestigt. Der Ringrahmen 10 ist zwischen an seinem Innenumfang angreifenden Führungsrollen 11 eines Schlittens 12 einerseits und einem an seinem Außenumfang angreifenden Spannrollenkörper 13 andererseits in Umfangsrichtung drehbar gelagert.
Der Spannrollenkörper 13 sitzt auf einem am Schlitten 12 befestigten Lagerbock 14 und ist mit diesem Lagerbock 14 über einen Spannexzenter 15 gekuppelt, so daß der Spannrollenkörper 13 in und außer Eingriff bezüglich des Ringrahmens 10 geschwenkt werden kann. An seinem Innenumfang ist der Ringrahmen 10 mit einem Zahnkranz 150 versehen, der mit dem Antriebsritzel 16 eines Antriebsmotors 17 kämmt, der seinerseits am Schlitten 12 befestigt ist. Der Schlitten 12 weist einen Wandermutterkörper 12a mit Innengewinde auf, durch welches eine mit AuBengewinde versehene Gewindespindel 18 hindurchgeführt ist. Die Gewindespindel 18 ist an ihren beiden Enden bei 18a und 18b in entsprechenden Lagern eines Tragrahmens 19 drehbar gelagert, wobei die Spindel auf der Seite ihres Lagers 18b über ein Zahnrad 18c mit dem Antriebsritzel 20a eines Spindelantriebsmotors 20 drehbar gekuppelt ist. Spindelantriebsmotor 20 und Spindellager 18b sind von einer Stirnplatte 19b des Tragrahmens 19 gehalten, das Spindellager 18a von einer entsprechenden Stirnplatte 19a. Der Schlitten 12 ist außerdem mit Axial-FUhrungsbuchsen 12b versehen, welche seiner Verdrehungssicherung dienen und an der Schlittenplatte 12c befestigt sind. Die Durchführungen für die Spindel 18 und Axial-Führungsstangen 21 sind aus Fig. 2 ersichtlich.
Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 1 zeigt, daß der Tragrahmen 19 mittels Gelenkfüßen 22 und - zwecks Schnellmontage - mittels einrastbarer Befestigungsmittel 23 an seinen vier Eckpunkten auf den Rohraußenumfang so zentriert aufsetzbar ist, daß die Rahmenlängsachse achsparallel zur Rohrachse 1'orientiert ist und die Rahmenfußpaare 22, 22 der Rahmenstirnseiten 19a, 19b Je ein in einer rohrqueren Ebene liegendes Rohrbogenstück 1a überspannen. Dieses Rohrbogenstück 1a macht im dargestellten Ausfifhrungsbeispiel etwa 1/6 bis 1/8 des Rohrumfanges aus; diese Bogenlänge ist zweckmäßig, damit eine hinreichend präzise zentrierende Führung zwischen den Rollen 11 und 13 für den Ringrahmen 10 gewährleistet ist. Der Ringrahmen 10 ist mit zwei Scharnieren 1 0a zum Auf- und Zuklappen zweier Bogenstücke lOb versehen, welch letztere durch einen Verschluß 10c miteinander starr verbunden werden können. Dieser Verschluß 10c umfaßt z.B. einen klammerartigen Körper, der mittels Durchsteckstiften oder Bolzen mit den Bogenstücken 10b verriegelt werden kann.
Die einrastbaren Befestigungsmittel 23 sind bevorzugt als Magnetplatten ausgeführt, die entsprechend der Rohrwölbung schwach konkav gewölbt sind, so daß eine satte Anlage gewährleistet ist. Sie sind in Aussparungen 24 einer zentriert auf das Rohr 1 aufsetzbaren Ringschablone 25 eingefügt. Es sind zwei Ringschablonen an den beiden Enden des Ringrahmens 19 vorgesehen. Diese sind ein für alle mal Justiert auf den Rohraußenunfang aufgesetzt und können an diesem auch dann verbleiben, wenn der Prüfmanipulator abgenommen wird; da sie sehr flach sind, stören sie nicht das Aufbringen der Rohrisolierung.
Die beiden Ringschablonen 25 sind axial geteilt, wobei die beiden Schablonenhälften an ihrer einen Stoß stelle durch ein Scharnier 26 gelenkig miteinander verbunden und an ihren anderen StoBstellen durch einen Flanschverschluß 27 miteinander verbunden sind.
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Prüfbahn 9 mäanderförmig verlãurt mit einer axialen Weite 28. Zum Abfahren dieser Prüfbahn 9 wird der Prüfmanipulator zunächst in seine bei I strichpunktiert angedeutete Montagelage gebracht, d.h. der Tragrahmen 19 wird (bei abgenommener Rohrisolierung) mit seinen Magnetplatten 23 auf die unterhalb der Isolierung bereits in Stellung befindlichen Ringschablonen 25 aufgesetzt, wobei die Magnetplatten 23 in die entsprechenden Aussparungen 24 passen. In dieser Lage ist der Tragrahmen 19 bereits zentriert und rohrachsparallel ausgerichtet. Hierbei befindet sich der Schlitten 12 in Nähe des Antriebsmotors 20, so daß die Spannrollen von außen leicht zugänglich sind und geöffnet werden können. Der Ringrahmen 10 kann zwischen die Rollen 11 und 13 eingesetzt und mit dem Ritzel 16 verkuppelt werden. Es kann nunmehr die PrUfsystemhalterung 8 am Ringrahmen 10 befestigt werden, sofern diese nicht ohnehin schon am Ringrahmen 10 angeschraubt war. Nunmehr kann durch Betätigung des Antriebs 20 der Schlitten 12 mit PrUfkopfhalterung 8 und Prüfköpfe 7 in seine Prüfposition II axial verfahren werden. In dieser Position erfolgt der Vorschub zum Abfahren der Prüfbahnen 9 einerseits durch schrittweisen Antrieb des Antriebsmotors 17 zur Ausführung der Umfangsschritte 9a und andererseits durch Einschalten des Antriebsmotors 20 abwechselnd in beiden Drehrichtungen zur Ausführung der rohrachsparallel ausgerichteten PrUfbahnwege 9b.
Mit dem erfindungsgemäßen Prüfbahnmanipulator lassen sich nicht nur Ultraschall-Prüfungen durchführen, sondern volumetrische Prüfungen allgemein, d.h., z.B. auch Wirbelstromprüfungen.
Auch ist es möglich, mit dem Prüfmanipulator eine Fernseh-Beobachtungseinrichtung längs entsprechender Bahnen zu führen oder einen Schweißkopf, sofern an unzugänglichen Stellen fernbedient geschweißt werden soll.
2 Figuren 6 Patentansprüche Leerseite

Claims

Patentansprüche (01 Prüfmanipulator zur AuBenprUfung von Rohrleitungen an nicht oder nur schwer zugänglichen Stellen, vorzugsweise zum Ultraschall-PrUfen der Rohranschlußnähte und ihrer angrenzenden Wärmeeinflußzonen bei Reaktordruckbehältern, mit einer PrUfkopfhalterung und einem an dieser vorzugsweise kardanisch gelagerten, radial auf die Prüfbahn anfederbaren PrUfköpfen, ferner mit einem achsparallel zur Rohrachse geführt hin- und herbewegbaren Schlitten als Träger der PrUfkopfhalterung und einem zentriert zur Rohrachse in Stellung bringbaren Ringrahmen mit umlaufender FUhrungsbahn zur Bewegung der PrUfkopfhalterung in Rohr-Umfangsrichtung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Prtlfkopfhalterung (8) am Ringrahmen (10) befestigt und der Ringrahmen in Rohrumfangsrichtung drehbar am Schlitten (12) gelagert und mit einem am Schlitten befestigten Drehantrieb (17) gekoppelt ist und daß zur rohrachsparallelen Führung und Lagerung des Schlittens (12) ein auf das Rohr (1) zentriert aufsetzbarer Tragrahmen (19) vorgesehen ist, dessen Schlitten-FUhrungsbahn eine axiale Länge besitzt, die größer ist als der zur Beschreibung der Prtfbahn (9) erforderliche Axialhub (9b).
2. Prtlfmanipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragrahmen (19) mittels Gelenkfilßen (22) und - zwecks Schnellmontage - mittels einrastbarer Befestigungsmittel (23) seiner vier Eckpunkte auf den Rohraußenumfang so zentriert aufsetzbar ist, daß die Rahmenlängsachse achsparallel zur Rohrachse (1') orientiert ist und die Rahmenfußpaare (22, 22) der Rahmenstirnseiten 3e ein in einer rohrqueren Ebene liegendes Rohrbogenstuck (1a) Uberspannen.
3. PrUtmanipulator nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Magnetplatten oder -körper als einrastbare Befestigungsmittel (23).
4. Prtlfmanipulator nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch auf das Rohr (1) zentriert aufsetzbare Ringschablonen (25) mit Markierungen oder Aussparungen (24) zum Justierten Aufsetzen der einrastbaren Befestigungsmittel (23).
5. PrUfmanipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringrahmen (10) zwischen an seinem Innenumfang angreifender Führungsrollen (11) einerseits und einem an seinem Außenumfang angreifenden Spannrollenkörper (13) andererseits gelagert ist, wobei der Spannrollenkörper in und außer Eingriff bezüglich des Ringrahmens (10) schwenkbar ist.
6. Prüfmanipulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Axialvorschub der gegen Verdrehen gesicherte Schlitten (12) mit einem Wandermutterteil (12b) auf einer rohrachsparallel ausgerichtet am Tragrahmen drehbar gelagerten Spindel (18) sitzt, wobei mit der Spindel (18) ein am Tragrahmen (19) befestigter Antriebsmotor (20) gekoppelt ist und der Schlitten (12) mittels Führungsnuten oder ihn durchdringender Führungsstangen (21) des Tragrahmens (19) verdrehgesichert ist.