DE2726612B2

DE2726612B2 - Prüf manipulator zur Anßenprüfung von Rohrleitungen, vorzugsweise zum Ultraschatt-Prufen bei ReaktordruckbebJltern

Info

Publication number: DE2726612B2
Application number: DE2726612A
Authority: DE
Inventors: Georg 8501 Kalchreuth Gugel
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1977-06-13
Filing date: 1977-06-13
Publication date: 1979-05-17
Also published as: AT365836B; DE2726612A1; DE2726612C3; ATA269178A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Prüfmanipulator zur Außenprüfung von Rohrleitungen, vorzugsweise zum Ultraschall-Prüfen der Rohranschlußnähte und ihrer angrenzenden Wärmeeinflußzonen bei Reaktordruckbehältern, mit einer Prüfknopfhalterung unc" einem an dieser vorzugsweise kardanisch gelagerten, radial auf die Prüfbahn anfederbaren Prüfköpfen, ferner mit einem achsparallel zur Rohrachse geführt hin- und herbewegbaren Schlitten als Träger der Prüfkopfhalterung und einem zentriert zur Rohrachse in Stellung bringbaren Ringrahmen mit umlaufender Führungsbahn zur Bewegung der Prüfkopfhalterung in Rohr-Umfangsrichtung.

Ein solcher Prüfmanipulator ist einem älteren Vorschlag nach der deutschen Patentanmeldung P 26 34158.2 zu entnehmen. Dort ist der Ringrahmen am Außenumfang des Rohres mittels Abstützfüßen zentriert und fixiert. Die Prüfkopfhalterung wälzt 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 Prüfköpfe am Schlepphcbelende sitzen. Mit einem solchen Prüfmanipulator ist es möglich, die Außenkontur von Rohrstutzen und Rohranschlußnähten abzufahren, vorausgesetzt, daß in radialer Richtung genügender Freiraum zur Verfugung steht und der Prüfmanipulator nahe genug an dem zu prüfenden Bereich der Stellung gebracht werden kann. Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit dem Problem, eine Außenprüfung von Rohrleitungen an nicht oder nur schwer zugänglichen Stellen durchzuführen. Dieses Problem tritt insbesondere bei den P.ohranschlußnähten der Rohrleitungen von Reaktroaruokbehältern auf, wobei die Rohrleitungen durch eine den Reaktordruckbehälter umgebende thermische Isolierschicht und den biologischen Schild mit relativ engem Ringspalt hindurchgeführt sind. Innerhalb dieses Ringspaltcs in unmittelbarer Nähe des Reaktordurckbehällers einen Prüfmanipulator in Stellung zu bringen, ist einerseits aus räumlichen Gründen sehr schwierig, andererseits ist die Strahlendosis in diesem Bereich sehr hoch.

Der Erfindung Hegt 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 Prüfposition gebracht werden kann, ohne daß das Bedienungspersonal einer erhöhten Strahlungsdosis ausgesetzt wäre.

Gegenstand der Erfindung ist ein Prüfmanipulalor der eingangs genannten Art zur Außenprüfung von Rohrleitungen an nicht oder nur schwer zugänglichen Stellen. Bei einem solchen Prüfmanipulalor wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Prüfkopfhalterung am Ringrahmen befestig! 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 absetzbarer Tragrahmen vorgesehen ist, dessen Schlillen-Führungsbahn eine axiale Länge besitzt, die größer ist als der zur Beschreibung der Prüfbiihncn erforderliche Axialhub.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß die axiale Führungsbahn des Tragrahmens unschwer die gesamte Durchführungslärige 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 Pufung der Schweißnahtzone vorgenommen wird. Da der Tragrahmen stabil ausgeführt und mit entsprechender Präzision auf den Rohraußenumfang aufgesetzt werden kann, so ist der Prüfmanipulator an beliebige axiale Längen gerader Rohrleitungen innerhalb nicht oder nur schwer zugänglicher Bereiche anpaßbar. Der Antrieb für die Prüfkopfhalterung braucht nicht mehr 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 Vorteile der Erfindung sowie ihre Wirkungsweise werden im folgenden anhand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung beschrieben, in welcher in schematischer, vereinfachter Darstellung zeigt

Fig. 1 einen Prüfmanipulator nach der Erfindung in Prüfposition und in Stellung gebracht auf dem Außenumfang der Speisewasserleitung eines Reaktordruckbehälters im Aufriß z. T. im Schnitt;

Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. I in Seitenansicht z. T. im Schnitt gemäß der Linie H-Il aus Fig. 1.

Gemäß Fig. I 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 des Reaktordruckbehälters 2 mittels der Rohranschlußnaht 6 angeschweißt. Diese Anschlußnaht 6 und die angrenzenden Wärmeeinflußzonen, die den Prüfbereich 6j bilden, müssen bei der Null-Aufnahme sowie auch bei der sogenannten Wiederholungsprüfung, also periodisch, auf Materialfchler 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 Prüfkopfhalterung 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 fcderelastisch in Richiung auf die Prüfbahn 9 angefedert ist und am Ausleger 8b im Gelenkpunkt 8c schwenkbar gelagert ist. Der Ausleger Sb wiederum ist an der prüfbahnsciligen Stirnfläche eines Ringrahmcns IO befestigt. Der Ringrahmen 10 ist /wischen an seinem Innenumfang angreifenden Führiingsrollen Il eines Schlittens 12 einerseits und einem an seinem Außenumfang angfreifcnden Spannrollenkörper 13 andererseits in Umfangrichtung drehbar gelagert. Der Spannrollenkörper 13 sitzt auf einem am Schlitten 12 befestigten Lagerbock 14 und ist mit diesem Lagerbock 14 über einen Spannexzenler 15 gekuppelt, so daß der Spannrollenkörper 13 in und außer Eingriff bezüglich des Ringr.'hmens 10 geschwenkt werden kann. An seinem Inneniimfang ist der Ringrahmeti IO mit einem Zahnkranz 1¹JO versehen, der mit dein Aniriebsrit/el 16 eines Amriebsmoiors 17 kämmt, der

seinerseits am Schlitten 12 befestigt ist. Der Schlitten 12 weist einen Wandermutterkörper 12a mit Innengewinde auf, durch welches eine mit Außengewinde versehene Gewindespindel IiI hindurchgeführt ist. Die Gewindespindel 18 ist an ihren beiden Enden bei 18a und 186 in entsprechenden Lagern eines Tragrahmens 19 drehbar gelagert, wobei die Spindel auf der Seite ihres Lagers 18/) über ein Zahnrad 18c mit dem Antriebsritzel 20a eines Spindelantriebsmoiors 20 drehbar gekuppelt ist. Spindelantriebsmoi.or 20 und Spindellager 18b sind von einer Stirnplatte i°tb des Tragrahmens 19 gehalten, das Spindellager 18a von einer entsprechenden Stirnplatte 19a. Der Schlitten 112 ist außerdem mit Axial-Führungsbuchsen 12i> versehen, welche seiner Verdrehungssicherung dienen und an der Schlittenplatte 12cbefestigt sind. Die Durchführungen für die Spindel 18 und Axial-Führungsstangen 21 sind aus F i g. 2 ersichtlich.

Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 1 zeigt, daß der Tragrahmen 19 mittels Gelenkfüßen 22 und — zwecks Schnellmontage — mittels einrastb,' vr Befestigungsmittel 23 an seinen vier Eckpunkt :n auf den Rohraußenumfang so zentriert aufseztbar ist, daß die Rahmenlängsachse achsparallel zur Rohrachse Γ orientiert ist und die Rahmenfußpaare 22, 22 der Rahmen Stirnseiten 19a, 19£> je ein in einer rohrqueren Ebene liegendes Rohrbogenstück la überspannen. Dieses Rohrbogenstück la macht im dargestellten Ausführungsbeispiel etwa ¹A, bis V₈ des Rohrumfanges aus; diese Bogenlänge ist zweckmäßig, damit eine hinreichend präzise: zentrierende Führung zwischen den Rollen U und 13 für den Ringrahmen 10 gewährleistet ist. Der Ringrahmen 10 ist mit zwei Scharnieren 10a zum Auf- und Zuklappen zweier Bogenstücke 106 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 106 verriegelt werden kann.

Die einrastbaren Befestigungsmittel 23 sind bevorzugt als Magnetplatten ausgeführt, die entsprechend der Roh, wölbung 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 Rohraußenumfang 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 irrer einen Stoßstelle durch ein Schar kr 26 gelenkig miteinander verbunden und an ihren anderen Stoßstellen durch einen Flanschverschluß 27 miteinander verbinden sind.

Aus Fig. I ist ersichtlich, daß die Priifbahn 9 rnäanderförmig verläuft mit einer axialen Weile 28. Zum Abfahren dieser Prüfbahn 9 wird der Prüfmanipulator zunächst in seine bei / strichpunktiert angedeutete Montagclagw gebracht, d, h, der Tragrahmen 19 wird (bei abgenommener Rohrisolierung) mit seinen N'agnetplatten 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 Antriebsmotor 20. so daß die Snannrollen von außen leicht

zugänglich sind und geöffnet werden können. Der Ringrahmen 10 kann zwischen die Rollen 11 und 13 einsetzt und mit dem Ritzel 16 verkuppelt werden. Es kann nunmehr die Priifsystemhalterung 8 am Ringrahmen IO befestigt werden, sofern diese nicht ohnehin · schon am Ringrahmen 10 angeschraubt war. Nunmehr kann durch Betätigung des Antriebs 20 der Schlitten 12 mit Prüfkopfhalterung 8 und Prüfköpfen 7 in seine Prüfposition Il axial verfahren werden. In dieser Position erfolgt der Vorschub zum Abfahren der i<> Prüfbahnen 9 einerseits durch schrill weisen Antrieb des Antriebsmotor 17 zur Ausführung der I Imfangsschritie 9:i und andererseits durch Kinschaltcn des Antriebsmotors 20 abwechselnd in beiden Drehrichtungen zur Ausführung der rohrachsparallel ausgerichteten Prüfbahnwege 9b.

Mit dem erfindungsgemäßcn Priifbahnnianipulalor lassen sich nicht nur Ultraschall-Prüfungen durchführen, sondern volumetrische Prüfungen allgemein, d. h., /.. B. auch Wirbclstromprüfungen. Auch ist es möglich, mit dem Prüfmanipulator eine F'crnsch-Beobachtungseinrichtung längs entsprechender Bahnen zu führen oder einen SchweiUkopf, sofern ;in iin/ugiinglichcn Stellen fernbedient geschweißt werden soll.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Prüfmanipulator zur Außenprüfung von Rohrleitungen an nicht oder nur schwer zugänglichen Stellen, vorzugsweise zum Ultraschall-Prüfen der Rohranschlußnähte und ihrer angrenzenden Wärmeeinflußzonen bei Reaktordruckbehältern, mit einer Prüfkopfhalterung und einem an dieser vorzugsweise kardanisch gelagerten, radial auf die Priifbahn anfederbaren Prüfköpfen, ferner mit einem achsparallel zur Rohrachse geführt hin- und herbewegbaren Schlitten als Träger der Prüfkopfhalterung und einem zentriert zur Rohrachse in Stellung bringbaren Ringrahmen mit umlaufender Führungsbahn zur Bewegung der Prüfkopfhalterung in Rohr-Umfangsrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfkopfhalterung (8) am Ringrahmen (10) befestigt und der Ringrahmen in Rohrumfangsrichtung drehbar am Schlitten (12) gelagert unci mit einem am Schlitten befesitgten 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-Führungsbahn eine axiale Länge besitzt, die größer ist als der zur Beschreibung der Prüfbahn (9) erforderliche Axialhub {9b).

2. Prüfmanipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragrahmen (19) mittels Gelenkfüßen (22) und — zwecks Schnellmontage — mittels einra„'barer Befestigungsmittel (23) seiner vier Eckpunkte auf den Rohraußenumfang so zentriert aufsetzbar ist, daß die Rahmenlängsachse

achsparallel zur Rohrachse (I¹) orientiert ist und die Rahmenfußpaare (22, 22) der Rahmenstirnseiten je ein in einer rohrqueren Ebene liegendes Rohrbogenstück (lajüberspannen.

3. Prüfmanipulator nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Magnetplatten oder -körper als eirrastbare Befestigungsmittel (23).

4. Prüfmanipulator 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. Prüfmanipulator 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 (126) auf iiner 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.