DE7718641U1 - Prüfmanipulator zur Außenprüfung von Rohrleitungen, vorzugsweise zum Ultraschall-Priifen bei Reaktordruckbehältern - Google Patents

Description

KRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

VPA 77 G 9325 BRD

Aktenzeichen G 77 18 641.5

Neue Beschreibungsselten 1 und 2

(ersetzen die ursprünglichen Beschreibungsseiten 1 u. 2)

Prüf manipulator zur Außenprüfung von Rohrleitungen, vorzugsweise zum Ultraschall-Prüfen bei Reaktordruckbehältem

Die Neuerung bezieht sich auf einen Prüfmanipulator gemäß Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen Prüfmanipulator, der dem internen Stand der Technik angehört, in seinem Aufbau zu vereinfachen und in seiner Anwendbarkeit auf die Außenprüfung von Rohrleitungen an nicht oder nur schwer zugänglichen Stellen universeller zu gestalten. Das genannte technische 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 Prüfmanlpulator in Stellung zu bringen, ist einerseits aus räumlichen Gründen sehr schwierig, andererseits ist

Bu 2 Po/16.11.1979

- 2 - VPA 77 G 9325 BRD

die Strahlendosis in diesem Bereich sehr hoch. Im besonderen liegt der Neuerung die Aufgabe zugrunde, einen Prüf manipulator zu schaffen, der eine geringe radiale Bauhöhe aufweist und deshalb auch bei engen Ringspalten von außen in Prüfposition gebracht werden kann, ohne daß das Bedienungspersonal beim Montieren und Demontieren des Prüfmanipulators einer erhöhten Strahlungsdosis ausgesetzt wäre.

Gegenstand der Neuerung ist ein Prüf manipulator der eingangs genannten Art zur Außenprüfung von Rohrleitungen an nicht oder nur schwer zugänglichen Stellen. Bei einem solchen Prüf manipulator wird die gestellte Aufgabe neuerungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die mit dem Gegenstand der Neuerung 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 fernbedient verfahren werden kann, von der aus dann die automatische Prüfung der Schweißnahtzone vorgenommen wird. Dabei wird der Axialantrieb zur Bewegung des Manipulators von seiner Montage- in seine Prüfposition auch zur Axialbewegung der Prüfkopfhalterung bzw. der Prüfköpfe bei der Beschreibung der mäanderförmigen Prüfbahnen verwendet. Da der Tragrahmen stabil ausgeführt und mit entsprechender Präzision auf den Rohraußenumfang aufgesetzt werden kann,

'77P 9 32 5 BRD

■so ist der Prüf manipulator 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.

⁴Im folgenden werden der Gegenstand der Neuerung sowie seine Wirkungswelse anhand der- ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung beschrieben, in welcher in schematischer, vereinfachter Darstellung zeigen:

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

Flg. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 in Seitenansicht z.T. im Schnitt gemäß der Linie II-II aus Fig. 1.

Gemäß 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 1st an ( den Stutzen 2a des Reaktordruckbehälters 2 mittels der Rohranschlußnaht 6 angeschweißt. Diese Anschlußnaht 6 und die angrenzenden Wärmeeinflußzonen, die den Prüfbereich 6a bilden, müssen 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 ültraschall-Prüfköpfen (Sendern und Empfängern) _f 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 federeleastisch in Richtung auf die PrUfbahn 9 angefedert ist und am Ausleger 8b im Gelenkpunkt 8c schwenkbar gelagert ist. Der Ausleger 8b wiederum ist an der prüfbahnseitigen Stirnfläche eines Ringrahmens 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 Außengewinde 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-Führungsbuchsen 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

I I I I ItII

¹ =·■"' ^lj'' 'MUKniJ}

577^*9 32 5 BRD

je ein in einer rohrqueren Ebene liegendes Rohrbogenstück 1a überspanner.'. Dieses Rohrbogenstück la macht im dargestellten Ausführungsbeispiel 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 10a zum Auf- und Zuklappen zweier Bogenstücke 10b 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 <?lne 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 ihrer einen Stoßstelle durch ein Scharnier 26 gelenkig miteinander verbunden und an ihren anderen Stoßstellen durch einen Flanschverschluß 27 miteinander verbunden sind.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Prüfbahn 9 mäanderförmig verläuft 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

ι 2/

'9325 BRD - 6 -

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 ■I mit dem Ritzel .16 verkuppelt werden. Es kann nunmehr die Prüfsystemhalterung 8 ara Ringrahmen 10 befestigt werden, sofern dies« 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 II axial verfahren werden. In dieser Position erfolgt der Vorschub zum 10 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

I, 15 ausgerichteten Prüfbahnwege 9b.

Mit dem !.neuerungsgemäßen Prüfbahnmanipulator lassen sich nicht nur Ultraschall-Prüfungen durchführen, sondern volumetrische Prüfungen allgemein, d.h., z.B. auch Wirbelstromprüfungen. Auch ist es möglich, mit dem Prüf manipulator eine Fernseh-Beobachtungseinrichtung längs entsprechender Bahnen zu führen oder einen Schweißkopf, sofern an unzugänglichen Stellen fernbedient geschweißt werden soll.

2 Figuren

6 Schuts.ansprüche

Claims (6)

1. Prüfmanipalator zur Außenprüfung von Rohrleitungen an nicht oder nur schwer zugänglichen Stellen, vorzugsweise zum Ultraschall-Prüfen der Rohranschlußnähte und ihrer angrenzenden Wärmeeinflußzonen bei Reaktordruckbehältern längs etwa mäanderförmlg um den Rohrumfang verlaufender Prüfbahnen, mit einer Prüfkopfhalterung und •n dieser vorzugsweise kardanisch gelagerten, radial auf die Prüfbahn anfederbaren Prüfköpfen, ferner mit einer achsparallel zur Rohrachse geführt hin- und herbewegbaren ersten Schlitteneinrichtung zum Vorschub der Prüfköpfe längs der Axialkomponenten der Prüfbahnen, einem zentriert zur Rohrachse in Stellung bringbaren Ringrahmen mit umlaufender Führungsbahn zur Bewegung der Prüfkopfhalterung in Rohr-Umfangsrichtung und mit einer zweiten Schlitteneinrichtung zur rohrachsparallelen Verschiebung des Ringrahmens von einer Montageposition in eine Prüfposition und umgekehrt, wobei zur rohrachsparallelen Führung und Lagerung der zweiten Schlitteneinrichtung ein auf das Rohr zentriert aufsetzbarer Tragrahmen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet , daß die erste mit der zweiten Schlitteneinrichtung zu einer gemeinsamen Schlitteneinrichtung (12, 18, 20) vereinigt ist, welche sowohl zur Axialverschiebung des Ringrahmens (12) in Prüfposition und zurück als auch zur Erzeugung der Axialkomponenten der Prüf bahnen für die Prüf köpfe (f) dient, und daß die Prüfkopfhalterung (8) am Ringrahmen (10) befestigt und der Ringrahmen in Rohrumfangsrichtung drehbar am

Bu 2 Po/16.11.1979

ff

- 2 - VPA 77 G 9325 BRD

Schlitten (12) der gemeinsamen Schlitteneinrichtung (12, 18, 20) gelagert und mit einem am Schlitten (12) befestigten Drehantrieb (17) gekoppelt ist, wobei die Schlitten-Führungsbahn eine axiale Länge besitzt, die größer ist als der zur Beschreibung der Prüfbahn (9) erforderliche Axialhub (9b).

2. Prüf manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Tragrahmen (19) mittels Gelenkfüßen (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^f) orientiert ist und die Rahmenfußpaare (22, 22) der Rahmenstirnseiten je ein in einer rohrqueren Ebene liegendes Rohrbogenstück (1a) überspannen.

20

3. Prüf manipulator nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Magnetplatten oder -körper als einrastbare Befestigungsmittel (23).

4. Prüfmanipulator nach Anspruch 2 oder 3, gekenn zeichnet durch auf das Rohr (1) zentriert aufsetzbare Ringschablonen (25) mit Markierungen oder Aussparungen (24) zum justierten Aufsetzen der einrastbaren Befestigungsmittel (23).

5. Prüf manipulator nach Anspruch 1, dadurch gek ennzeichnet , 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 Rixigrahmens (10) schwenkbar ist.

- 3 - VPA 77 G 9325 BRD

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.