DE3412363A1 - Verfahren und vorrichtung zur fernhantierten vorbereitung der beiden durch ein herausgesaegtes rohrstueck geschaffenen rohrenden einer dadurch getrennten rohrleitung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur fernhantierten vorbereitung der beiden durch ein herausgesaegtes rohrstueck geschaffenen rohrenden einer dadurch getrennten rohrleitung

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DE3412363A1 DE19843412363 DE3412363A DE3412363A1 DE 3412363 A1 DE3412363 A1 DE 3412363A1 DE 19843412363 DE19843412363 DE 19843412363 DE 3412363 A DE3412363 A DE 3412363A DE 3412363 A1 DE3412363 A1 DE 3412363A1
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Description

Verfahren und Vorrichtung zur fernhantierten Vorbereitung der beiden durch ein herausgesägtes Rohrstück geschaffenen Rohrenden einer dadurch getrennten Rohrleitung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
In radioaktiv belasteten, abgeschirmten Zellen der Kerntechnik, beispielsweise Großzellen von nuklearen Wiederaufarbeitungsanlagen, muß die Instandhaltung der Verfahrenskomponenten und der sie verbindenden Rohrleitungen fernhantiert ausgeführt werden. Dabei kann es notwendig werden, aus einer Rohrleitung ein undichtes oder leckendes Rohrstück auszutrennen und dafür ein Ersatzrohrstück in die Rohrleitung fernhantiert einzuschweißen. Bevor das außerhalb der Zelle bereitgestellte Ersatzrohrstück eingeschweißt werden kann, müssen die beiden Sägeflächen der entstandenen Rohrenden der Rohrleitung bearbeitet werden. Das Ersatzrohrstück muß in seiner Länge der lichten Weite zwischen den beiden Stirnflächen der Rohrenden der Rohrleitung entsprechen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruches 1 beschriebenen Art so auszugestalten, daß die Vorbereitung der Rohrenden der getrennten Rohrleitung für den folgenden Einschweißvorgang mit geringem Aufwand möglich ist. Das Verfahren soll ein schnelles und sicheres Vorbereiten der sägerohen Rohrenden und ein maßgenaues Einsetzen des Ersatzrohrstückes ermöglichen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 genannten Maßnahmen gelöst.
Nach dem Heraussägen des defekten Rohrstückes wird zuerst das eine Rohrende spanend bearbeitet, so daß eine saubere Stirnfläche und eine Hälfte einer Schweißkehle entsteht. Die geplante Stirnfläche bildet den ersten Bezugspunkt einer Längenmeßstrecke. Der Endpunkt dieser Langenmeßstrecke ist die fertigbearbeitete Stirnfläche des entgegengesetzten Rohrendes. Das so ermittelte Längenmaß wird bei der Herstellung des Ersatzrohrstückes verwandt.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 2 nach dem Bearbeiten des ersten Rohrendes das Werkzeug zum anderen Rohrende verfahren und der Versatz des Werkzeuges gemessen und aus diesem Meßwert die Länge des Ersatzrohrstückes bestimmt.
Der wesentliche Vorteil dieser Verfahrensweise liegt darin, daß während der spanabhebenden Bearbeitung der Sägeflächen der beiden Rohrenden gleichzeitig das Ist-Maß zwischen diesen beiden Rohrenden ermittelt wird.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung wird im Kennzeichen des Anspruches 4 offenbart. Durch das konische Ausdrehen des Rohrendes wird Wanddickengleichheit von diesem Rohrende und dem ebenso bearbeiteten Ersatzrohrstück erreicht. Die Wanddickengleichheit der aneinanderstoßenden Rohrflächen ist ein Erfordernis für die notwendige automatische Verschweißung .
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1. Dabei liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der ein schnelles und sicheres Vorbereiten der sägerohen Rohrenden für ein maßgenaues Einschweißen des Ersatzrohrstückes ermöglicht wird.
Die Vorrichtung wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruches 5 gekennzeichnet. Der Verbindungsträger ist parallel zu der aufgetrennten Rohrleitung nach dem Aufklemmen der Vorrichtung angeordnet. Der Schlitten verfährt die Bearbeitungseinheit zwischen den beiden Rohrenden. Der Verfahrweg der Bearbeitungseinheit wird gemessen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird durch die im Anspruch 6 aufgeführten Merkmale gekennzeichnet. Die Gewindespindel hat eine bekannte Steigung. Die Umdrehungen der Gewindespindel werden über den Drehgeber während des Verfahrweges des Schlittens erfaßt. Durch die so bekannten Größen kann die Länge des Verfahrweges ermittelt werden,
Wird die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß den Merkmalen im Anspruch 7 ausgebildet, so ist die zurückgelegte Strecke des Schlittens um den Abstand zwischen den beiden Messerköpfen kleiner als die tatsächliche Lücke in der Rohrleitung. Dieser Abstand ist aufgrund der konstruktiven Ausführung der Bearbeitungseinheit bekannt und kann daher zu der gemessenen Verfahrlänge addiert werden. Das Ergebnis entspricht der erforderlichen Länge des einzuschweißenden Ersatzrohrstückes. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß die Vorrichtung zur Bearbeitung der sich gegenüberliegenden Rohrenden im Aufbau einfach bleibt.
Vorteilhafterweise werden gemäß dem Anspruch 8 in jedem Messerkopf drei Schneidwerkzeugpaare angeordnet, die zur gleichen Zeit in einem Arbeitsgang drei unterschiedliche Bearbeitungsvorgänge ausführen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden in den ünteransprüchen 9 und 10 gekennzeichnet.
Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen vereinfacht dargestellten Gesamtaufbau einer Vorrichtung zur Vorbereitung der Sägeflächen der Rohrenden für den Schweißvorgang,
Fig. 2 eine Stirnansicht der auf die Rohrenden aufgesetzten, aber noch nicht festgeklemmten Vorrichtung,
Fig. 3 eine Vorderansicht des einen Messerkopfes, Fig. 4 eine Seitenansicht des Messerkopfes, Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein Rohrende.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist einen Verbindungsträger 6 auf, an dessen beiden Enden festmontierte Zangenträger 7 und 8 angebracht sind. An dem Verbindungsträger 6 sind auf beiden Seiten über die ganze Länge des Verbindungsträgers 6 verlaufende Führungsschienen 9 angebracht. Auf diesen Führungsschienen 9 ist ein Schlitten 11 verfahrbar angebracht. Der Schlitten 11 ist über eine elektromotorisch drehbare Gewindespindel 12 entlang des Verbindungsträgers 6 verfahrbar. Am Schlitten 11 hängt ein Elektromotor 13, der eine durchgehende Abtriebswelle aufweist, die an beiden Enden je einen Messerkopf 14 bzw. 15 trägt. In die Messerköpfe 14 und 15 sind die für die Bearbeitung der Rohrenden erforderlichen Schneidwerkzeuge eingesetzt.
Die Zangenträger 7 und 8 tragen die jeweilige Spanneinheit 21 bzw. 22. Diese Spanneinheiten 21 bzw. 22 bestehen aus je zwei
Getriebemotoren 23, 24 bzw. 25 und je zwei Zangenhebeln 26, bzw. 28. Die beiden Zangenhebel 26 und 27 bzw. 28 einer Spanneinheit 21 bzw. 22 sind mittels ihrer zugehörigen Getriebemotoren 23, 24 bzw. 25 um eine gemeinsame Drehachse 29 drehbar. Diese Drehachse 29 ist in einem am jeweiligen Zangenträger 7 bzw. 8 am unteren Ende angebrachten Zwischenstück 31 in der Mitte gelagert.
An den Seiten des jeweiligen Zwischenstückes 31 sind die Getriebemotoren 23, 24 bzw. 25 befestigt, deren nach unten verfahrbare Druckspindeln auf die Zangenhebel 26 und 27 bzw. 28 wirken.
Einer der beiden Zangenhebel 26 eines Hebelpaares weist eine Klemmfläche 41 auf, während der jeweils andere Zangenhebel bzw. 28 zwei um 90° versetzte Druckplatten 42, 43 aufweist. Es wird so eine Dreipunktklemmung der Vorrichtung auf dem jeweiligen Rohrende 44 bzw. 45 erzielt.
Die gesamte Vorrichtung ist über einen Kraftmanipulator oder über einen Seilzugkran an einem Handhabungsklotz 46 aufnehmbar und transportierbar.
Die Messerköpfe 14 und 15 bilden je einen Werkzeugträger, in dem die für die Bearbeitung der Rohrenden erforderlichen Schneidwerkzeuge eingesetzt sind. In der Fig. 3 wird die Vorderansicht des Messerkopfes 15 gezeigt.
Es sind drei Paar Schneidwerkzeuge vorhanden. Im Innenumfang des Messerkopfes 15 liegen sich zwei Schneidwerkzeuge 51, 52 eines Schneidwerkzeugpaares diametral gegenüber, die radial so angestellt sind, daß mit ihnen die am Außenumfang des Rohrendes 45 gewünschte Hälfte 71 einer Schweißkehle hergestellt werden
kann. 90° versetzt zu diesem Schneidwerkzeugpaar 51, 52 ist ein weiteres Schneidwerkzeugpaar 54, 55 angeordnet, das zum Planen der Stirnfläche des Rohrendes 45 dient.
Im Zentrum des Werkzeugträgers 15 ist ein weiteres Schneidwerkzeugpaar 56, 57 auf der Drehachse angeordnet. Die Schneidwerkzeuge 56, 57 sind hier ebenfalls gegenüberliegend angeordnet. Außerdem liegen sie achsial gesehen vor den anderen Schneidwerkzeugpaaren 51, 52 und 54, 55 (Fig. 4). Mit dem Schneidwerkzeugpaar 56, 57 soll eine drehende Bearbeitung des Innendurchmessers des Rohrendes 45 erfolgen. Der Werkzeugträger 14 ist baugleich ausgebildet.
Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt.
Nachdem aus einer Rohrleitung ein Rohrstück fernbetätigt herausgesägt ist, wird die Vorrichtung von einem Kraftmanipulator am Handhabungsklotz 46 erfaßt und zu der aufgetrennten Rohrleitung gebracht. Durch das Heraussägen des Rohrstückes sind zwei gegenüberliegende Rohrenden 44 und 45 entstanden, deren Stirnflächen sägeroh sind. Die Vorrichtung wird mit ihren geöffneten Zangenhebelpaaren 26, 27 bzw. 28 auf je ein Rohrende 44, 45 gesetzt. Durch Betätigung der elektrischen Getriebemotoren 23, 24 bzw. 25 wird die Vorrichtung auf die Rohrenden 44 und 45 festgeklemmt. Dabei werden die Rohrenden 44 und 45 zueinander fluchtend ausgerichtet.
Die den Schlitten 11 bewegende Getriebespindel 12 wird über einen hier nicht gezeigten Elektromotor in Drehung versetzt, so daß der Schlitten 11 mit der Bearbeitungseinheit 13, 14, 15 gegen das eine Rohrende 44 fährt. In einem Arbeitsgang werden nun an diesem Rohrende 44 die Stirnfläche 58 mit dem Schneid—
werkzeugpaar 54, 55 geplant, umfangsmäßig eine Hälfte 53 einer Schweißkehle mit dem Schneidwerkzeugpaar 51, 52 eingearbeitet und der Innendurchmesser des Rohrendes 44 mit einer sich nach innen verengenden konischen ümfangsflache 61 mit dem Schneidwerkzeugpaar 56, 57 versehen (Fig. 5).
Nach Beendigung dieses Bearbeitungsvorganges wird die Gewindespindel 12 in entgegengesetzte Drehung versetzt und die Drehungen über einen Drehgeber 62, beispielsweise einen induktiven Drehgeber, erfaßt und ausgewertet. Die Bearbeitungseinheit 13, 14, 15 wird von dem bearbeiteten Rohrende 44 weg bewegt und zu dem anderen sägerohen Rohrende 45 verfahren. Dort wird der gleiche Arbeitsgang durchgeführt. Dabei wird eine zur Hälfte spiegelbildliche Hälfte 71 einer Schweißkehle erstellt.
Nach Beendigung des Bearbeitungsvorganges an diesem Rohrende ist über die Drehung der Gewindespindel 12 das lichte Maß zwischen den beiden bearbeiteten Stirnflächen 58 der beiden Rohrenden 44 und 45 erfaßt und angezeigt worden. Außerhalb der Zelle ist nun die längengenaue Herstellung eines Ersatzrohrstückes möglich, das genau der lichten Weite zwischen den beiden bearbeiteten Rohrenden 44 und 45 entspricht und parallele Rohrschweißkanten aufweist, die sich mit den jeweiligen umfangsmäßigen Ausnehmungen 53 und 71 zu zwei Schweißkehlen ergänzen. Dieses Ersatzrohrstück wird fernhantiert zwischen die beiden Rohrenden 44 und 45 gebracht und fernbedient verschweißt,
Bezugszeichenliste
6 Verbindungsträger
7 Zangenträger
8 Zangenträger
9 Führungsschienen
11 Schlitten
12 Gewindespindel
13 Elektromotor
14 Messerkopf, Werkzeugträger
15 Messerkopf, Werkzeugträger 13, 14, 15 Bearbeitungseinheit
21 Spanneinheit
22 Spanneinheit
23 Getriebemotor
24 Getriebemotor
25 Getriebemotor
26 Zangenhebel
27 Zangenhebel
28 Zangenhebel
29 Drehachse
31 Zwischenstück
41 Klenmfläche
42 Druckplatte
43 Druckplatte
44 Rohrende
45 Rohrende
46 Handhabungsklotz
51 Schneidwerkzeug für Schweißfase
52 Schneidwerkzeug für Schweißfase
53 Schweißkehlenhälfte, umfangsmäßige Ausnehmung
54 Schneidwerkzeug zum Planen
55 Schneidwerkzeug zum Planen
56 Schneidwerkzeug für Innenkonus
57 Schneidwerkzeug für Innenkonus
58 Stirnfläche
61 Innenkonus
62 Drehgeber
71 Schweißkehlenhälfte, umfangsmäßige Ausnehmung
•ill.
- Leerseite -

Claims (10)

Deutsche Gesellschaft Hannover, den 12.03.1984 für Wiederaufarbeitung VS/Gg/Hu von Kernbrennstoffen mbH Hamburger Allee 4 3000 Hannover 1 84/4 DE Schutzansprüche
1. Verfahren zum fernhantierten Instandhalten von Rohrleitungen in einer radioaktiv belasteten Zelle, insbesondere einer Großzelle einer Wiederaufarbeitungsanlage für abgebrannten Kernbrennstoff, bei dem ein zu entfernendes Rohrstück aus einer Rohrleitung ausgesägt und ein Ersatzrohrstück in die Rohrleitung eingeschweißt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Austrennen des Rohrstückes die Stirnfläche des einen Rohrendes der beiden entstandenen Rohrenden mit einem Werkzeug geplant und am Ende umfangsmäßig mit einer Ausnehmung zur Bildung einer späteren Schweißnaht bearbeitet wird, daß die fertigbearbeitete Stirnfläche als erster Bezugspunkt für eine Messung des lichten Maßes zwischen den durch das Aussägen entstandenen Rohrenden gewählt wird, daß das andere Rohrende in der gleichen Weise bearbeitet und die fertig bearbeitete Stirnfläche dieses Rohrendes als Endpunkt für die Längenmeßstrecke gewählt wird, daß ein Ersatzrohrstück entsprechend der ermittelten Länge des lichten Maßes zwischen den Rohrenden angefertigt und fernhantiert in den Zwischenraum zwischen die beiden Rohrenden eingebracht und mit den beiden Rohrenden verschweißt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß nach dem Bearbeiten des ersten Rohrendes das Werkzeug zum anderen Rohrende verfahren wird,
daB der Versatz des Werkzeugs nach der Fertigbearbeitung des anderen Rohrendes gemessen und aus diesem Meßwert die Länge des Ersatzrohrstückes bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Bearbeiten der beiden Rohrenden von jeweils einem Werkzeug vorgenommen,
daß die beiden Werkzeuge einander gegenüberliegend in einem Werkzeugträger angeordnet sind,
daß nach dem Bearbeiten des ersten Rohrendes der Werkzeugträger zum anderen Rohrende verfahren wird,
daß der Versatz des Werkzeugträgers nach der Fertigbearbeitung des anderen Rohrendes gemessen und zu diesem Meßwert der Abstand der beiden Werkzeugträger zueinander hinzugezogen wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß gleichzeitig mit dem Planen der Stirnfläche und dem Herstellen der umfangsmäßigen Ausnehmung eines Rohrendes der Innendurchmesser des Rohrendes sich nach innen verjüngend ausgedreht wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem die Rohrenden zur Vorbereitung für eine Schweißnaht bearbeitenden Werkzeug,
dadurch gekennzeichnet,
daß an einem Verbindungsträger (6) zwei auf die Rohrenden (44 und 45) klemmbare Spanneinheiten (21, 22) angeordnet sind,
daß am Verbindungsträger (6) ein verfahrbarer Schlitten (11) angeordnet ist, der eine Bearbeitungseinheit (13, 14, 15) zur Bearbeitung der Rohrenden (44, 45) trägt, und daß Mittel (62) zur Erfassung des Verfahrweges der Werkzeugeinheit (13, 14, 15) vorgesehen sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schlitten (11) über eine parallel zum Verbindungsträger (6) angeordnete elektromotorisch antreibbare Gewindespindel
(12) verfahrbar ist,
daß ein die Umdrehungen der Gewindespindel (12) erfassender Drehgeber (62) vorhanden ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bearbeitungseinheit (13, 14, 15) einen Elektromotor
(13) aufweist, der eine Abtriebswelle aufweist, deren Enden jeweils einen Messerkopf (14 bzw. 15) tragen, in denen die Schneidwerkzeuge angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
8adurch gekennzeichnet,
daß in jedem Messerkopf (14 bzw. 15) ein erstes Schneidwerkzeugpaar (51, 52) mit sich gegenüberliegenden Schneidwerkzeugen zum Herstellen der umfangsmäßigen Ausnehmung (53 bzw. 71) am jeweiligen Rohrende (44 bzw. 45) angeordnet ist, daß 90° zu dem ersten Schneidwerkzeugpaar (51, 52) ein weiteres Schneidwerkzeugpaar (54, 55) zum Planen der Stirnfläche des jeweiligen Rohrendes (44 bzw. 45) angeordnet ist, und daß auf den Drehachsen der Messerköpfe (14, 15) je ein drittes Schneidwerkzeugpaar (56, 57) mit sich gegenüberliegenden Schneidwerkzeugen angeordnet ist, wobei das letzte Schneid-
werkzeugpaar (56, 57) konisch verlaufende Werkzeugschneiden zur Erzeugung eines Innenkonus (61) im Rohrende (44, 45) aufweist und achsial gesehen vor den übrigen beiden Schneidwerkzeugpaaren (51, 52 bzw. 54, 55) liegt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schneidwerkzeuge (51, 52, 54, 55, 56, 57) radial und/oder verstellbar sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorrichtung einen Handhabungsklotz (46) zum fernbetätigten Transport über einen Manipulator oder Kran aufweist.
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