DE3916061B4

DE3916061B4 - Vorrichtung zur Prüfung einer Behälterwand

Info

Publication number: DE3916061B4
Application number: DE3916061A
Authority: DE
Inventors: Georg Gugel; Martin Häfner; Rainer Bauer; Peter Krauss
Original assignee: IntelligeNDT Systems and Services GmbH and Co KG
Current assignee: INTELLIGENDT SYSTEMS & SERVICES GMBH & CO KG, 9105
Priority date: 1989-05-17
Filing date: 1989-05-17
Publication date: 2004-05-06
Anticipated expiration: 2009-05-18
Also published as: DE3916061A1; US5109718A; ES2024786A6

Abstract

Vorrichtung (5) zum Prüfen einer Behälterwand, insbesondere eines Behälterdeckels, der Vorsprünge aufweist, bei der an einem auf einer Fahrschiene (7) verfahrbaren Wagen (11) ein neig- und schwenkbarer Teleskoparm (15) mit Antriebseinrichtung angelenkt ist, und das freie Ende des Teleskoparmes (15) ein Prüfgerät (17) trägt, das zumindest über eine Datenleitung (35) mit einer Auswerteeinrichtung (37) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Glieder (27, 27a, 27b, 27c, 27d) des Teleskoparmes (15) bogenförmig gestaltet sind und einen U-förmigen Querschnitt haben, und daß die Antriebseinrichtung zum Aus- und Einfahren des Teleskoparmes (15) von einem gemeinsamen, durch einen Motor (29) angetriebenen Schubschlauch (25) gebildet ist, der zugfest und drucksteif ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Prüfung einer Behälterwand, insbesondere eines Behälterdeckels, der Vorsprünge aufweist, bei der an einem auf einer Fahrschiene verfahrbaren Wagen ein neig- und schwenkbarer Teleskoparm mit Antriebseinrichtung angelenkt ist, und das freie Ende des Teleskoparmes ein Prüfgerät trägt, das zumindest über eine Datenleitung mit einer Auswerteeinrichtung verbunden ist.

Aus der DE-OS 29 13 742 ist ein Manipulator für die Prüfung eines Reaktor-Druckbehälters bekannt, bei dem auf einem parallel zur vertikalen Achse des Reaktor-Druckbehälters verfahrbaren Manipulatorgrundwagen ein an die Krümmung der Druckbehälterwand angepasster und in deren Umfangsrichtung verfahrbarer Ausleger angeordnet ist. Um mit diesem bekannten Manipulator auch Prüfpositionen erreichen zu können, die relativ weit vom Manipulatorgrundwagen entfernt sind, ist ein entsprechend großer Ausleger erforderlich. Dies erschwert einen Einsatz des bekannten Manipulators bei räumlich beengten Verhältnissen, wie sie beispielsweise im Oberflächenbereich eines Reaktor-Druckbehälters vorliegen.

Aus der DE-OS 35 08 415 ist ein Prüfmanipulator für Druckbehälterböden bekannt, bei dem am Druckbehälterboden ein diesen umhüllendes System von Führungsschienen befestigt ist. In diese Führungsschienen wird ein Träger für eine Prüfeinrichtung eingeführt, der mit Hilfe eines Schubschlauches in den Führungsschienen verfahren wird. Der bekannte Manipulator ist aufgrund des erforderlichen Netzes von Führungsschienen mit einem hohen Montageaufwand verbunden.

Aus der DE-PS 30 44 788 ist eine Vorrichtung zur Prüfung eines mit Stutzen versehenen Reaktordruckbehälterbodens bekannt, die einen entlang einer Führungsschiene verfahrbaren Prüfwagen umfaßt. An dem Prüfwagen ist ein längenveränderlicher Teleskop ausleger neig- und schwenkbar angebracht, der an seinem freien Ende einen auf den Reaktordruckbehälterboden aufgefederten Prüfkopf trägt. Der Teleskopausleger wird mit einer Vorspanneinrichtung an den Behälterboden angedrückt und mittels eines motorangetriebenen Stahlbandes ausgefahren. Das Einziehen des Teleskopauslegers wird durch einen mit einem zweiten Antrieb versehenen Zahnriemen bewerkstelligt. Mit dieser Vorrichtung kann von einer festen Position des Prüfwagens aus nur eine gering gewölbte Behälterfläche geprüft werden. Für starke Wölbungen muß die Führungsschiene direkt an der Kontur der Behälterfläche geführt sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zur Prüfung einer stark gewölbten Behälterwand anzugeben, die beispielsweise durch einen sehr niedrigen Arbeitsraum bedingt, nur sehr schwer zugänglich ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Glieder des Teleskoparmes bogenförmig gestaltet sind und einen U-förmigen Querschnitt haben, und daß die Antriebseinrichtung zum Aus- und Einfahren des Teleskoparmes von einem gemeinsamen, durch einen Motor angetriebenen Schubschlauch gebildet ist, der zugfest und drucuksteif ist .

Auf diese Weise wird ein einfacher, platzsparender, flacher und zugleich stabiler Aufbau erzielt, der auch eine Prüfung von stark gewölbten Behälterwänden, beispielsweise Reaktordruckbehälterdeckeln, erlaubt, die in einem geringen Abstand von einer Isolierung umgeben sein können. Der flache Aufbau der Vorrichtung ermöglicht es, daß der Teleskoparm mit dem Prüfgerät zwischen dem Reaktordruckbehälterdeckel und der Isolierung geschoben werden kann. Dabei ist die Biegung des Teleskoparmes an die Wölbung des Reaktordruckbehälterdeckels angepaßt. Durch den platzsparenden Aufbau des Manipulators eignet sich dieser auch besonders zur Prüfung von schmalen Gassen, wie sie bei Reaktordruckbehälterdeckeln durch die Stutzen der Steuerstabantriebe gebildet sind. Auch ist die Vorrichtung für quer zur Ausfahrrichtung des Teleskoparms gebogene Prüfflächen geeignet, da durch den stabilen Aufbau die Vorrichtung eine gute Seitenführung aufweist.

Es ist günstig, wenn der Schubschlauch nach Art eines Zahnriemens ausgebildet und im Teleskoparm angeordnet ist, sein erstes Ende mit dem freien Ende des Teleskoparmes verbunden ist, sein zweites Ende auf eine am angelenkten Ende des Teleskoparmes drehbar angeordneten Trommel geführt ist, und am angelenkten Ende des Teleskoparmes ein Motor mit einem Getriebe gehaltert ist, das kraftschlüssig in den Schubschlauch eingreift. Dadurch ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Vor richtung in besonders engen Arbeitsräumen möglich.

Es ist vorteilhaft, wenn die Datenleitung innerhalb des Schubschlauches geführt ist, wodurch ein zusätzlicher Kabelkanal eingespart werden kann. Dabei kann der Schubschlauch einen Durchmesser von 20 bis 30 mm, insbesondere 24 mm, aufweisen. Die Glieder mit U-förmigem Querschnitt können an den Enden ihrer Schenkel nach innen weisende Führungselemente aufweisen, wodurch eine genaue Führung der Vorrichtung entlang der Behälteroberfläche ermöglicht wird. Zumindest das äußere Glied des Teleskoparmes kann eine größere Breite als Höhe aufweisen. Hierdurch wird eine sehr flache Ausführung der Vorrichtung für sehr enge Arbeitsräume und eine besonders hohe Seitenstabilität erzielt.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Ansprüchen 6 bis 9 angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Vorrichtung mit ausgefahrenem Teleskoparm in der Seitenansicht,
2 die Vorrichtung nach 1 in der Draufsicht, 3 eine Vorrichtung mit eingezogenem Teleskoparm in der Seitenansicht,
4 einen Schubschlauch im Querschnitt,
5 einen Ausschnitt des Schubschlauches nach 4 in der Seitenansicht,
6 einen Teleskoparm nach 3 im Querschnitt.
In der 1 ist eine Behälterwand im Längsschnitt darge stellt. Es handelt sich dabei beispielsweise um einen Reaktordruckbehälterdeckel 1, der auf seiner Oberfläche Vorsprünge bildende Stutzen 3 für Steuerstabantriebe aufweist. Der mit Vorsprüngen versehene Reaktordruckbehälterdeckel 1 muß in regelmäßigen Abständen mittels Prüfeinrichtungen, insbes. Ultraschallprüfeinrichtungen, auf Unversehrtheit kontrolliert werden. Dazu ist eine Vorrichtung 5 vorgesehen, die auf einer am Reaktordruckbehälterdeckel 1 angeordneten Fahrschiene 7 verfahrbar ist. Die Fahrschiene 7 ist im vorliegenden Fall an einem Flansch 9 des Reaktordruckbehälterdeckels 1 befestigt. Diese kann demontierbar oder auch fest mit dem Reaktordruckbehälterdeckel 1 verbunden sein. Auch kann ein geeigneter Flansch 9 als Fahrschiene ausgebildet sein.
Auf der Fahrschiene 7 befindet sich ein Wagen 11, der mittels Rollen 13 auf dem Flansch 9 an der Fahrschiene 7 geführt ist. Auf dem Wagen 11 ist ein neig- und schwenkbarer Teleskoparm 15 angelenkt. Der Teleskoparm 15 ist in einer ausgefahrenen Position gezeigt. Im vorliegenden Beispiel ist der Teleskoparm 15 fünfgliedrig ausgeführt. Die Anzahl der Glieder kann je nach Anwendungsfall vorgegeben werden, wobei diese bogenförmig ausgestaltet sind. Ihre Länge beträgt jeweils etwa 60 bis 100 cm. Die Gesamtlänge des Teleskoparmes 15 ist der Behälterwand angepaßt und beträgt im ausgefahrenen Zustand etwa 1,5 m bis 10 m, insbesondere 2,5 m. Dabei weisen die Glieder einen Kreisbogenradius von etwa 2 bis 10 m, insbesondere 2,5 m, auf. Am freien Ende des Teleskoparmes 15 ist ein Prüfgerät 17 angebracht. Dabei kann der Teleskoparm 15 mittels eines Stützelementes 19, insbesondere einer Führungsrolle, an der Oberfläche des Reaktordruckbehälterdeckels 1 abgestützt sein. Das Prüfgerät 17 ist mit einem am Teleskoparm 15 angelenkten Rahmen 21 und kardanisch am Rahmen 21 aufgehängten Prüfköpfen 23 ausgerüstet. Die Prüfköpfe 23 sind insbesondere als Ultraschallprüfköpfe ausgebildet.
Da die Oberfläche des Reaktordruckbehälterdeckels 1 durch darüberliegende Isolierungen oft nur sehr schwer zugänglich ist, ist die Vorrichtung 5 sehr flach ausgeführt. Dazu sind die Glieder 27, 27a, 27b, 27c des Teleskoparmes 15 aus bogenförmigem U-Profil hergestellt. Damit ist der Teleskoparm 15 in seiner Form der Oberfläche des Reaktordruckbehälterdeckels 1 und dem darüberliegenden Arbeitsraum angepaßt und ermöglicht so auch eine Prüfung bei einem sehr begrenzten Arbeitsraum.
Der Teleskoparm 15 ist mittels einer Antriebsvorrichtung aus- und einfahrbar. Dazu ist innerhalb des Teleskoparmes 15 ein zugfester und drucksteifer Schubschlauch 25, der nach Art eines Zahnriemens ausgebildet ist, angeordnet. Am freien Ende des Teleskoparmes 15 ist der Schubschlauch 25 fest mit dem letzten Glied 27d verbunden. Am angelenkten Ende des Teleskoparmes 15 greift zumindest ein Zahnrad eines mit einem Motor 29 versehenen Getriebes 31 in den Schubschlauch 25 ein. Als Speicher für das wagenseitige Ende des Schubschlauches 25 ist eine am angelenkten Ende des Teleskoparmes 15 angeordnete Trommel 33 vorgesehen. Diese ist durch einen nicht näher dargestellten Antrieb drehbar und in ihrem Durchmesser zur Aufnahme des Schubschlauches 25 bemessen.
Innerhalb des Schubschlauches 25 ist eine von dem Prüfgerät 17 kommende Datenleitung 35 geführt. Dadurch ist die Datenleitung 35 vor Verletzungen geschützt. Es können auch zusätzlich benötigte Versorgungsleitungen im Schubschlauch 25 untergebracht sein. An der Trommel 33 ist die Datenleitung 35 aus dem Schubschlauch 25 auf eine Auswerteeinrichtung 37 geführt. Die Vorrichtung ist vorzugsweise an eine Steuereinrichtung 39 angeschlossen, die über Leitungen 41 die Steuerung und Positionierung der Vorrichtung 5 vornimmt.
Zur Stützung des Teleskoparmes 15 kann dieser am Wagen 11 mit einem Federelement 42 in der Neigerichtung abgestützt sein, wobei das Federelement 42 in seiner Länge mittels eines Druckmittels betätigbar sein kann.
2 zeigt die Vorrichtung 5 nach 1 in der Draufsicht. Dabei ist zu erkennen, daß der Teleskoparm 15 in eine Gasse A zwischen den Stutzen 3 geführt ist. Der Wagen 11 ist der Kontur des Flansches 9 angepaßt. Die Fahrschiene 7 auf dem Flansch 9 ist kreisförmig ausgebildet. Um jede Gasse durchfahren zu können, ist der Teleskoparm 15 am Wagen 11 schwenkbar angeordnet. Zum Positionieren des Teleskoparmes 15 wird zuerst der Wagen 11 vor die gewünschte Gasse gefahren. Danach wird der Teleskoparm 15 in Richtung der Gasse ausgerichtet. Mit dem Teleskoparm 15 kann das Prüfgerät 17 weit über die Mitte des Reaktordruckbehälterdeckels 1 gefahren werden. Zum Prüfen des Reaktordruckbehälterdeckels 1 wird dann der Schubschlauch 25 zum Ausfahren des Teleskoparmes 15 vorgeschoben und zum Einziehen des Teleskoparmes 15 eingezogen.
Für die Führung des Schubschlauches 25 innerhalb des Teleskoparmes 15 sind teleskopartig verschachtelte Führungskanäle 43 im Teleskoparm 15 angeordnet. Dadurch wird die Festigkeit des Schubschlauches 25 in Druckrichtung vorteilhaft verbessert.
Zum Einfahren des Teleskoparmes 15 wird der Schubschlauch 25 mittels dem Getriebe 31 in Richtung der Trommel 33 bewegt, wobei der Teleskoparm 15 Glied für Glied eingezogen wird. Der Schubschlauch 25 wird dabei gleichzeitig auf die Trommel 33 aufgewickelt.
In 3 ist die Vorrichtung 5 mit eingezogenem und hochgestelltem Teleskoparm 15 gezeigt. Der Schubschlauch 25 ist auf der Trommel 33 aufgerollt. Um die Vorrichtung 5 in der nächsten Gasse zwischen den Stutzen 3 zu positionieren, ist der Teleskoparm 15, wie dargestellt, in der Höhe neigbar. Der Teleskop arm 15 wird dabei von dem Federelement 42 gestützt.
4 zeigt den Schubschlauch 25 im Schnitt. Der Schubschlauch 25 weist vorzugsweise einen quadratischen Querschnitt auf. Dabei ist die in seinem Inneren befindliche Datenleitung 35 zu sehen.
In 5 ist ein Abschnitt des Schubschlauches 25 in der Seitenansicht zu sehen. Aussparungen 44 bilden die zahnriemenförmige Ausgestaltung des Schubschlauches 25. Damit wird der kraftschlüssige Eingriff eines Zahnrades des Getriebes 31 ermöglicht (1). Desweiteren sind die Aussparungen 44 mit Querschlitzen 45 versehen. Dadurch wird die Flexibilität des Schubschlauches 25 für das Aufwickeln auf der Trommel 33 erhöht. Der Schubschlauch 25 ist aus einem geeigneten Werkstoff, zum Beispiel einem thermoplastischen Kunststoff, gefertigt. Um eine Rißbildung des Materials am Grund der Querschlitze 45 zu verhindern, weisen die Querschlitze 45 eine Abrundung 46 auf. Die Tiefe der Querschlitze 45 beträgt etwa die Hälfte der Höhe des Schubschlauches 25, so daß einerseits eine ausreichende Flexibilität des Schubschlauches 25 und andererseits eine ausreichende Steifigkeit in Zug- und Schubrichtung des Schubschlauches 25 gegeben ist.
6 zeigt den zusammengeschobenen Teleskoparm 15 im Querschnitt. Um eine hohe Festigkeit des Teleskoparmes 15 bei kleinem Gewicht zu gewährleisten, weisen die Glieder 27, 27a, 27b, 27c des Teleskoparmes 15 einen U-förmigen Querschnitt auf. Dabei hat insbesondere das äußere Glied 27 des Teleskoparmes 15 eine größere Breite als Höhe. Die nach Art eines U-Profiles ausgebildeten Glieder 27, 27a, 27b, 27c sind mit nach innen weisenden Führungselementen 47 mit Nuten versehen, an welchen jeweils das nächst schmalere Glied mittels Schienen geführt ist. Auch ist eine Ausbildung der Führungselemente 47 als auf den Schienen laufende Rollen möglich. Im Inneren des Teles koparms 1 5 sind die teleskopartig geschachtelten Führungskanäle 43 mit dem Schubschlauch 25 angeordnet, welcher die Datenleitung 35 enthält.

1: Reaktordruckbehälterdeckel
3: Stutzen
5: Vorrichtung
7: Fahrschiene
9: Flansch
11: Wagen
13: Rolle
15: Teleskoparm
17: Prüfgerät
19: Stützelement
21: Rahmen
23: Prüfkopf
25: Schubschlauch
27,27a,27b,: Glied
27c,27d
29: Motor
31: Getriebe
33: Trommel
35: Datenleitung
37: Auswerteeinrichtung
39: Steuereinrichtung
41: Leitung
42: Federelement
43: Führungskanäle
44: Aussparungen
45: Querschlitze
46: Abrundung
47: Führungselemente
A: Gasse

Claims

Vorrichtung (5) zum Prüfen einer Behälterwand, insbesondere eines Behälterdeckels, der Vorsprünge aufweist, bei der an einem auf einer Fahrschiene (7) verfahrbaren Wagen (11) ein neig- und schwenkbarer Teleskoparm (15) mit Antriebseinrichtung angelenkt ist, und das freie Ende des Teleskoparmes (15) ein Prüfgerät (17) trägt, das zumindest über eine Datenleitung (35) mit einer Auswerteeinrichtung (37) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Glieder (27, 27a, 27b, 27c, 27d) des Teleskoparmes (15) bogenförmig gestaltet sind und einen U-förmigen Querschnitt haben, und daß die Antriebseinrichtung zum Aus- und Einfahren des Teleskoparmes (15) von einem gemeinsamen, durch einen Motor (29) angetriebenen Schubschlauch (25) gebildet ist, der zugfest und drucksteif ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schubschlauch (25) nach Art eines Zahnriemens ausgebildet und im Teleskoparm (15) angeordnet ist, daß sein erstes Ende mit dem freien Ende des Teleskoparmes (15) verbunden ist, und daß sein zweites Ende auf eine am angelenkten Ende des Teleskoparmes (15) drehbar angeordneten Trommel (33) geführt ist, wobei am angelenkten Ende des Teleskoparmes (15) ein Motor (29) mit einem Getriebe (31) gehaltert ist, das kraftschlüssig in den Schubschlauch (25) eingreift.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenleitung (35) innerhalb des Schubschlauches (25) geführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Glieder (27, 27a, 27b, 27c, 27d) mit U-förmigem Querschnitt an den Enden ihrer Schenkel nach innen weisende Führungselemente (47) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest das äußere Glied (27) des Teleskoparmes (15) eine größere Breite als Höhe aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schubschlauch (25) einen quadratischen Querschnitt aufweist und mit Aussparungen (44) versehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Aussparungen (44) des Schubschlauches (25) Querschlitze (45) angeordnet sind, deren jeweiliger Grund eine Abrundung (46) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schubschlauch (25) innerhalb des Teleskoparmes (15) in teleskopartig verschachtelten Führungskanälen (43) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die bogenförmigen Glieder (27, 27a, 27b, 27c, 27d) des Teleskoparmes (15) einen Kreisbogenradius von etwa 2 bis 10 m, insbesondere von 2,5 m, aufweisen.