DE3337635A1

DE3337635A1 - Manipulator zur pruefung von rohrleitungs-kruemmerrund- und -laengsschweissnaehten in kernkraftanlagen

Info

Publication number: DE3337635A1
Application number: DE3337635A
Authority: DE
Inventors: Waldemar Ing.(grad.) 8500 Nürnberg Seifert
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN Gutehoffnungshutte GmbH
Priority date: 1983-10-15
Filing date: 1983-10-15
Publication date: 1985-04-25

Description

M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg ΟΟο/ΟΟϋ Aktiengesell schaft

bu/sw

Nürnberg, 06. Oktober 1983

Manipulator zur Prüfung von Rohrleitungs-Krümmerrund- und -längsschweißnähten in Kernkraftanlagen

Die Erfindung bezieht sich auf einen Manipulator zur Prüfung von Rohrleitungs- Krümmerrund- und längsschweißnähten in Kernkraftanlagen, bei dem ein Grundwagen mittels eines mit ihm verbundenen Antriebs längs einer ringförmig gebogenen Führungsschiene verfahrbar ist, welche einer Krümmung eines zu prüfenden Rohrbogens angepaßt ist, wobei die Führungsschiene an jedem Ende über Konsolen und Spannbänder mit dem Rohrbogen verbunden ist und der Grundwagen eine Sichelauslegerführung aufweist, deren Ebene senkrecht auf einer Rohrkrümmerlängsachse steht und in dieser Sichelauslegerführung ein Sichelausleger so gelagert ist, daß er ein Rohr in einem Teilbereich konzentrisch umfaßt und von einem Motor antreibbar ist, sowie an jedem Ende ein Prüfsystem trägt.

Aus DE-OS 28 35 082 ist es bekannt, zur Prüfung von Rohrschweißnähten einen Manipulator zu verwenden, welcher auf einer Führungsschiene verfahrbar ist, welche der Krümmung des zu prüfenden Rohrbogens angepaßt ist. Die Ringschiene ist dabei auf der Oberseite des Rohrbogens angeordnet und wird an beiden Enden mittels Spannbändern mit dem Rohrbogen verbunden. Entlang dieser Führungsschiene wird ein Grundwagen mittels eines eigenen Antriebes verfahren. In einer mit dem Grundwagen verbundenen Sichelauslegerführung ist ein Sichelausleger geführt, welcher das.zu prüfende Rohr konzentrisch

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in einem Teilbereich umfaßt und der an seinem Ende ein Prüfsystem trägt. Der Sichelausleger wird von einem Motor angetrieben, so daß das am Ende des Sichelauslegers be- . festigte Prüfsystem ca. die Hälfte des Rohrumfanges zum Zweck der Ultraschallprüfung einer Rohranschlußnaht umfahren kann. Zur Prüfung der anderen Hälfte der Rohranschlußnaht muß das Prüfsystem an das andere Ende des Sichelauslegers umgesetzt werden, ebenso verhält es sich bei der Prüfung von Längsschweißnähten, was die Prüfzeit unnötig verlängert.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die erforderliche Prüfzeit zu minimieren, bei reduzierter Strahlenbelastung des Prüfpersonals.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Führungsschiene in einer Äquatorialebene des Rohrbogens und auf seiner Innenseite liegend angeordnet ist, daß der Sichelausleger an seinen beiden Enden parallel zur Rohrkrümmerlängsachse angeordnete Querausleger aufweist, auf welchen Prüfwagen motorisch mit Hilfe eines Prüfwagenantriebes verfahren werden können, so daß eine Verschiebung der Prüfsysteme senkrecht zur Ebene des Sichelauslegers möglich ist, und daß der Grundwagen mit federnd an beiden Stirnseiten desselben angeordneten und im Grundwagen flexibel gehaltenen Führungsrollen auf der Führungsschiene geführt wird.

Durch die an beiden Enden des Sichelauslegers vorgesehenen Prüfsysteme können Längsnähte gleichzeitig geprüft werden, indem der Sichelausleger um 90° aus seiner Mittellage verfahren wird und anschließend die Schweißnähte durch die Kombination der Sichelauslegerbewegung und der Fahrt des Grundwagens entlang der Führungsschiene¹ mäanderförmig _~ abgefahren werden. Ebenso gleichzeitig werden die beiden

Hälften der Rohrkrümmeranschlußnaht geprüft, indem der Grundwagen in der Position gegenüber der Rundnaht angehalten wird und die Prüfung durch Bewegungen des Prüfwagens mit dem Prüfsystem auf dem Querausleger, sowie des Sichelauslegers in seiner Führung ebenfalls in Mäandern durchgeführt wird.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Führungsrollen in je einem Rollenträger mit jeweils zwei Führungsrollen gelagert sind, und daß die Rollenträger im Grundwagen schwenkbar gelagert sind, so daß sie sich stets der jeweiligen Führungsschienenkrümmung anpassen und das Befahren von Schienen verschiedener Krümmung ermöglichen.

Durch die schwenkbar gelagerten Führungsrollen ist es möglich, den Grundwagen auf Ringschienen mit unterschiedlichem Krümmungsradius aufzugleisen. Der Krümmungsradius der Ringschienen ist jeweils dem zu prüfenden Rohrbogen anzupassen. Weitere Änderungen am Grundwagen sind deshalb nicht erforderlich.

Da die Sichelauslegerführung mit Sichelausleger von dem Grundwagen und von den Querauslegern mit Prüfwagen und Prüfsystem trennbar und mit Schnellverschlüssen versehen sind, benötigt man für die Prüfung von Rohren unterschiedlicher Durchmesser nur einen Grundwagen und 2 Querausleger mit Prüfsystemen wogegen nur· die Sichelauslegerführung mit dem Sichelausleger dem jeweiligen Außendurchmesser des Rohres angepaßt werden müssen.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Sichelausleger auf seiner Außenseite einen Zahnkranz aufweist, und daß dieser mit einem Ritzel des

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in der Sichelauslegerführung angeordneten Motors kämmt.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen können den Ansprüchen vier und fünf entnommen werden.

Durch den Motor kann der Sichelausleger mit dem Prüfsystem bei stehendem Grundwagen zur Prüfung einer Rundnaht verfahren werden.

Ein Ausführungsbeispiel des Manipulators ist in Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 Seitenansicht eines Manipulators mit Grundwagen und Sichelausleger

Fig. 2 Draufsicht auf den Manipulator mit Ringschiene und Führungsrollen

Fig. 3 Rohrbogen mit Manipulatoren in Prüfstellung

In Figur 1 ist ein Manipulator in Seitenansicht dargestellt, wie er zur Prüfung von Längsnähten 1 bzw. von Rundnähten 17 (siehe Fig. 2, 3) an Rohrbogen 2 dient, von denen hier nur der Querschnitt gezeichnet ist. Der Manipulator besteht aus einem Grundwagen 4, welcher auf einer in Äguatorialebene des Rohrbogens 2 liegenden Führungsschiene 5 verfahren werden kann. Zum Verfahren dient ein Antrieb 6, welcher sein Drehmoment über ein Ritzel 7 auf eine Zahnstange 8 überträgt. Zur Führung des Grundwagens 4 sind Führungsrollen 9 vorgesehen, zwischen denen die Führungsschiene 5 läuft. Die Führungsrollen 9 sind dabei in einem Rollenträger 10 gelagert, welcher im Grundwagen 4 schwenkbar ist, so daß sich die Führungsrollen 9 unterschiedlichen Krümmungsradien der Führungsschiene 5 anpassen können. Der Krümmungsradius der Führungsschiene 5 wird dabei dem zu prüfenden Rohrbogen 2 angepaßt. Mit dem Grundwagen 4 fest verbunden ist eine Sichelauslegerführung 1 1 in welcher ein im Querschnitt T-förmiger Sichelausleger 12 gelagert ist. Sichelauslegerführung 11 und Sichelausleger 12 umfassen dabei konzentrisch das zu prüfende Rohr. Der Sichelausleger 12 kann mittels eines Motors 13 aus seiner Mittellage ca. - 100° verfahren werden. Der Antrieb des Sichelauslegers 12 erfolgt dabei vom Motor

13 über ein Ritzel 14 auf einen mit dem Sichelausleger 12 verbundenen Zahnkranz 15. An beiden Enden des Sichelauslegers 12 ist je ein Querausleger 19 mit Prüfwagen 13a bzw. 13b angeordnet. Beide Prüfwagen sind um 180° versetzt und tragen jeweils ein Prüfsystem 14 a bzw. 14 b. Die Prüfwagen 13a bzw. 13b sind samt den darin gelagerten Prüfsystemen

14 a und 14 b mittels eines Prüfwagenantriebes 16 in Richtung senkrecht zur Ebene des Sichelauslegers 12 zum Zwecke

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des Abfahrens von mäanderförmigen Prüfspuren bei der Rundnahtprüfung verfahrbar. Vor dem Abfahren der Prüfspuren für die Rundnahtprüfung bei den aus Figur 3 ersichtlichen Rohranschlußnähten 17a bis 17 d wird der Grundwagen 4 zunächst durch den Antrieb 6 so weit verfahren, bis die Ebene des Sichelauslegers 12 mit der Ebene einer der Rohranschlußnähte 17a bis 17 d zusammenfällt. Bei dieser Rundnahtprüfung wird jeweils eine Rohrhälfte geprüft, indem der Sichelausleger 12 mit den Prüfsystemen 14a und 14b um ca. 100° aus seiner Mittellage heraus verfahren wird.

Bei der Prüfung der Längsnähte 1 a, 1 b wird der Sichelausleger 12 zunächst durch den Motor 13 um 90° aus der Mittellage heraus geschwenkt und anschließend in dieser Lage der Grundwagen 4 mit Hilfe seines Antriebes 6 entlang der Ringschiene 5 verfahren, wobei der Prüfwagen auf dem Querausleger 19 fährt. Durch die Prüfsysteme 14 a und 14b werden somit gleichzeitig zwei Längsnähte 1 a und 1 b geprüft, was einer Halbierung der Prüfzeit entspricht.

Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf den Manipulator in einer Position in der dieser eine Rundnahtprüfung vornimmt. Die Rundnaht, zum Beispiel eine der in Figur 3 ersichtlichen Rohranschlußnähte 17a liegt in der Ebene des Sichelauslegers 12, welcher über die Sichelauslegerführung 11 im Grundwagen4 gelagert ist. Der Grundwagen 4 wird mittels Führungsrollen entlang der Führungsschiene 5 geführt. Die Führungsrollen sind schwenkbar mit dem Grundwagen 4 verbunden, so daß der Grundwagen ohne Änderung auf eine Ringschiene 5 mit veränderter Krümmung umgesetzt werden kann. Dies ist erforderlich, wenn Rohrbogen 2 unterschiedlicher Krümmung zu prüfen sind. In einem solchen Fall bleiben der Grundwagen 4 und die Querausleger 19 .mit Prüfwagen 13 a und 13b unverändert,

Ringschiene 5, sowie Sichelausleger 12 und die Sichelauslegerführung 11 sind anzupassen, falls sich auch der Durchmesser des zu prüfenden Rohres ändert. Durch die Bezugszeichen 5 a und 5 b sind Ringschienen 5 mit geänderter Krümmung angedeutet. Der Sichelausleger 12 trägt einen Prüfwagen 13 a, welcher die Prüfköpfe 18 aufnimmt, wobei der Prüfwagen 13a durch einen Querausleger 19 mittels eines hier nicht sichtbaren Prüfwagenantriebes 16 (siehe Fig. 1) senkrecht zur Ebene des Sichelauslegers 12 verfahrbar ist. Eine ausgefahrene Position 20 ist andeutungsweise eingezeichnet.

In Figur 3 sind in der Draufsicht ein Rohrbogen 2 mit zwei über je eine Führungsschiene 5 parallel zu diesem Rohrbogen verfahrbare Manipulatoren gezeigt. Die Führungsschiene 5 ist über je eine Konsole 22 und ein Spannband 21a bzw. 21b mit dem zu prüfenden Rohrbogen 2 fest verbunden. In der gezeigten Position werden die Rundnähte 17b und 17c geprüft. Für die Prüfung der weiteren Rundnähte 17a und 17 d müssen die Grundwagen 4 auf den Führungsschienen 5 so weit verfahren werden, bis die Ebene der Sichelausleger 12 mit den Ebenen der Rundnähte 17a und 17 d zusammenfällt.

Mit dem erfindungsgemäßen Manipulator ist es möglich, bei Rohrkrümmern Rund- und Längsnähte ohne manuellen Eingriff von außen zu prüfen. Dadurch wird das Prüfpersonal nicht unnötig radioaktiver Strahlung ausgesetzt.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung ist darin zu sehen, daß die mit Konsolen versehene Führungsschiene 5 nur für die Dauer der Prüfung auf die auf den Rohrbogen 2 gespannten und dort verbleibenden Spannbänder 21 a und 21 b aufgeschraubt werden, so daß keine zusätzlichen, durch die Rohrisolierung hindurchragenden, oder auf der Rohrleitungsperipherie befestigten Stützen erforderlich sind.

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Claims

M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg Aktiengesellschaft

bu/sw

Nürnberg, 06. Oktober 1983

PATENTANSPRÜCHE

. Manipulator zur Prüfung von Rohrleitungs-Krümmerrund- und längsschweißnähten in Kernkraftanlagen, bei dem ein Grundwagen mittels eines mit ihm verbundenen Antriebs längs einej? ringförmig gebogenen Führungsschiene verfahrbar ist, welche einer Krümmung eines zu" prüf enden ,Rohrbogens angepaßt ist, wobei die Führungsschiene"an" "jedem Ende über Konsolen und Spannbänder mit :dem; Rohrbogen verbunden ist und der Grundwagen eine Sichelauslegerführung aufweist, deren Ebene senkrecht auf einer Rohrkrümmerlängsachse steht und in dieser Sichelauslegerführung ein Sichelausleger so gelagert ist, daß er ein Rohr in einem Teilbereich konzentrisch umfaßt und von einem Motor antreibbar ist, sowie an jedem Ende ein Prüfsystem trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene (5) in einer Äquatorialebene des Rohrbogens (2) und auf seiner Innenseite liegend angeordnet ist, daß der Sichelausleger (12) an seinen beiden Enden parallel zur Rohrkrümmerlängsachse angeordnete Querausleger (19) aufweis.t, auf welchen Prüfwagen ( 13a bzw. 13b) motorisch mit Hilfe eines Prüfwagenantriebes (16) verfahren werden können, so daß eine Verschiebung der Prüfsysteme (14a bzw. 14b) senkrecht zur Ebene des Sichelauslegers (12) möglich ist, und daß der Grundwagen (4) mit federnd an beiden Stirnseiten desselben angeordneten und im Grundwagen (4) flexibel gehaltenen Führungsrollen (9) auf der Führungsschiene (5) geführt wird.
2. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrollen (9) in je einem Rollenträger (10) mit jeweils zwei Führungsrollen (9) gelagert sind, und daß die Rollenträger (10) im Grundwagen (4) schwenkbar gelagert sind, so daß sie sich stets der jeweiligen Führungsschienenkrümmung anpassen und das Befahren von Schienen verschiedener Krümmung ermöglichen.
3. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sichelausleger (12) auf seiner Außenseite einen Zahnkranz (15) aufweist, und daß dieser mit einem Ritzel (14) des in der Sichelauslegerführung (11) angeordneten Motors (13) kämmt.
4. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Befestigung der Führungsschienen (5) auf dem Rohr (1) erforderlichen Spannbänder (21a und 21b) auf der Rohrleitung verbleiben und die Führungsschienen (5) mit Konsolen (22) abnehmbar sind.
5. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet

daß die Sichelauslegerführung (11) mit Sichelausleger (12) von dem Grundwagen (A) und von den Querausleger (9) mit Prüfwagenanteil· (16) und den Prüfsystemen (14a und 14b) trennbar sind und mit Hilfe von Schnellverschlüssen verbunden werden.