FR2950432A1 - Procedes et dispositifs de detection de depots dans les interstices d'une liaison entre un tube et une plaque - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de détection de dépôts comportant au moins un matériau ferromagnétique, tel que du nickel, de la magnétite ou similaire, au niveau d'interstices situés entre une plaque et la paroi externe d'un tube, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes de : - positionnement d'une source aimantée (205) à l'intérieur du tube (215) et blocage de ladite source (205) en une position axiale (X), - à partir de ladite position axiale (X), déplacement radial de ladite source (205) et positionnement en une position radiale (R) à l'intérieur dudit tube ; - rotation de la source aimantée (205) autour de l'axe du tube par entraînement via des moyens d'entraînement en rotation (210), - mesure d'au moins une grandeur physique corrélée à la force magnétique tangentielle exercée sur la source aimantée (205), et - analyse de la courbe obtenue pour détecter et le cas échéant évaluer les dépôts dans les interstices et/ou évaluer le centrage du tube par rapport à la plaque.

Description

DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne le domaine général des procédés et des dispositifs de détection magnétiques et plus particulièrement le domaine des procédés et des dispositifs de détection de dépôts dans les interstices situées entre des tubes de refroidissement d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression dit REP et des plaques entretoise.

ARRIERE PLAN TECHNIQUE Dans le domaine des centrales électronucléaires de type REP selon l'acronyme « Réacteur à Eau sous Pression », il est bien connu que la chaleur produite dans le coeur du réacteur est transmise au moyen d'un circuit fermé dit circuit primaire dans lequel circule de l'eau à un circuit dit secondaire dont l'eau transformée en vapeur alimente les turbines pour la production d'électricité.

En référence à la figure 1 qui représente un générateur de vapeur en perspective déchirée, chaque centrale électronucléaire de type REP comportant généralement trois ou quatre générateurs de vapeur, ledit générateur de vapeur est constitué d'une enceinte de confinement 5 recevant le circuit primaire 10 et le circuit secondaire 15. L'échange thermique entre le circuit primaire 10 et le circuit secondaire 15 se fait à travers une pluralité de tubes 20 en U inversé. Lesdits tubes 20 sont maintenus en place par des plaques entretoises 25 immobilisées par des tirants fixés en partie basse du générateur de vapeur. En référence à la figure 2 qui représente une vue en perspective d'un détail des plaques entretoises 25 et des tubes 20, lesdites plaques entretoises 25 comportent des trous 30 en forme de croix dits quadrifolliages au travers desquels passent lesdits tubes 20 cylindriques. Il est connu que des dépôts de colmatage 35 se forment au niveau des quadrifolliages 30 (figure 2) entre les tubes 20 et les plaques entretoises 25. Ces dépôts 35 ont pour conséquence d'une part, en 1 fonctionnement normal, de modifier les contraintes mécaniques sur les tubes 4 et d'autre part, en cas d'incident ou d'accident, d'augmenter les efforts sur les plaques entretoises 25, augmentant ainsi le risque de rupture des tubes 20.

De plus, il est également connu que des dépôts dits d'encrassement se forment sur la surface externe des tubes 20, causant une diminution des performances de l'échange thermique dans le générateur de vapeur. Par ailleurs, la liaison tube/plaque entretoise est conçue au départ pour laisser de fins espaces (interstices 21) entre le tube et la plaque entretoise, comme illustré en figure 3A, représentant une vue de dessus et en coupe de la liaison tube/plaque entretoise. Ces interstices sont le plus souvent au nombre de quatre. A la conception, le tube est de plus positionné de manière centrée par rapport à la plaque. Le jeu mécanique entre le tube et la plaque est nécessaire pour éviter que les contraintes mécaniques subies par la plaque entretoise 25 ne soit transmises au tube 20, engendrant ainsi des sollicitations mécanique indésirables. Ainsi, un autre type de dépôt, illustré en figure 3B, consiste en la déposition de matière au niveau des interstices 21 existant entre le tube 20 et la plaque entretoise 25. Dans le cas de la figure 3B, les quatre interstices sont obstrués, et ce avec des dépôts de dimensions similaires. Si seuls deux interstices (21a, 21b) sont obstrués, comme illustré en figure 3C, le tube est en outre décentré par rapport à l'axe de symétrie de révolution de la plaque et est en contact par appui direct avec la plaque au niveau des deux autres interstices (21c,21d). Le centrage du tube par rapport à la plaque est donc dégradé. La détection des dépôts au niveau des interstices 21 situés entre le tube et la plaque entretoise est fondamentale pour assurer la stabilité mécanique et la solidité du tube inspecté, et ainsi éviter sa fissuration. Néanmoins, cette détection est difficile, étant donné que les interstices sont fins et peu accessibles. Une très grande précision de mesure est nécessaire.

On connaît déjà des procédés et des dispositifs de détection de dépôts de magnétites utilisant une sonde axiale à courant de Foucault basse fréquence, ladite sonde étant introduite dans les tubes du générateur de vapeur, dont les mesures sont corrélées avec des images télévisuelles ou des étalons en ligne représentatifs des dépôts rencontrés. D'une part, ce type de procédé présente l'inconvénient de nécessiter un temps d'analyse des acquisitions des données d'environ 1 mois grevant de manière considérable les coûts. Les mesures obtenues par ce type de procédé présentent de plus une faible précision. D'autre part, ce type de procédé ne permet pas détecter l'obstruction des interstices existant entre un tube et une plaque entretoise, ni l'évaluation du centrage du tube par rapport à la plaque. On connaît, par ailleurs, le procédé et le dispositif de détection de dépôts décrit dans le brevet américain US 4,088,946. Ledit dispositif comporte une sonde à courant de Foucault qui est déplacé à vitesse constante dans un tube pour détecter des dépôts. De la même manière que précédemment, cette sonde présente une faible précision, nécessite l'acquisition d'images vidéo, et ne permet pas détecter l'obstruction des interstices, ni l'évaluation du centrage du tube par rapport à la plaque. D'autres procédés et dispositifs de détection de dépôt sur la paroi externe de tubes présentant les mêmes inconvénients sont notamment décrits dans la demande de brevet français FR 2 459 490 et dans le brevet américain US 4,700,134.

BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION L'un des buts de l'invention est donc de remédier à ces inconvénients en proposant un procédé et un dispositif permettant de de détecter des dépôts comportant au moins un matériau ferromagnétique, tel que du nickel, de la magnétite ou similaire, au niveau d'interstices situées entre une plaque et la paroi externe d'un tube, en particulier d'un tube d'un générateur de vapeur d'une centrale électronucléaire de type REP. Egalement, l'un des buts de l'invention est de proposer un dispositif de détection de conception simple et peu onéreuse, et présentant une grande précision ainsi qu'une grande fiabilité. Il a déjà été proposé par la société demanderesse dans sa demande de brevet français FR0856705 (non publiée au jour du présent dépôt) un dispositif tel qu'illustré en figure 4, comprenant une source aimantée 105 constituée par au moins un aimant 106, ladite source 105 étant apte à être entraînée en rotation selon un asservissement donné, par exemple à vitesse constante, par des moyens 110,111 d'entraînement en rotation, et apte à être déplacée de manière incrémentale le long du tube via une gaine de propulsion 100. Selon la physionomie des dépôts ferromagnétiques (nickel, magnétite ou similaire) qui se trouvent sur ou à proximité de la paroi du tube 115, le courant d'alimentation du moteur varie. L'analyse de la variation de ce courant, via des moyens de mesure de l'intensité 112 et d'analyse 113, permet de déterminer les passages foliés obstrués au niveau des passages quadrifolliés 163 des entretoises 165, ainsi que les profondeurs (la profondeur est mesuré selon l'axe parallèle à l'axe de révolution du cylindre que forme le tube) où se trouvent les dépôts. Cette solution, si elle permet de détecter les dépôts de colmatage et d'encrassement dans les passages quadrifolliés 163 de la plaque entretoise, ne permet cependant pas de détecter les dépôts localisés dans les interstices 161 séparant la tube 115 de la plaque entretoise 165. Elle ne permet pas non plus l'évaluation du centrage du tube par rapport à la plaque. L'invention pallie ces inconvénients ainsi que les problèmes de l'art antérieur précités.

A cet effet, l'invention propose un procédé de détection de dépôts comportant au moins un matériau ferromagnétique, tel que du nickel, de la magnétite ou similaire, au niveau d'interstices situés entre une plaque et la paroi externe d'un tube, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes de : - positionnement d'une source aimantée à l'intérieur du tube et blocage de ladite source en une position axiale (X), - à partir de ladite position axiale (X), déplacement radial de ladite source et positionnement en une position radiale (R) à l'intérieur dudit tube ; - rotation de la source aimantée autour de l'axe du tube par entraînement via des moyens d'entraînement en rotation, - mesure d'au moins une grandeur physique corrélée à la force magnétique tangentielle exercée sur la source aimantée, et - analyse de la courbe obtenue pour détecter et le cas échéant évaluer les dépôts dans les interstices et/ou évaluer le centrage du tube par rapport à la plaque.

Avantageusement, la source est déplacée incrémentalement d'une position radiale minimum Rmin, pour laquelle la profondeur de champ magnétique de la source aimantée ne dépasse pas le rayon de la paroi interne du tube, à une position radiale maximum Rmax, pour laquelle la profondeur de champ magnétique de la source aimantée dépasse le rayon de la paroi externe du tube la source aimantée. Pour chacune des positions radiales choisies par l'utilisateur et étant comprises dans l'intervalle entre Rmin et Rmax, la source est entrainée en rotation et l'on procède à la mesure d'au moins une grandeur physique corrélée à la force magnétique tangentielle exercée sur la source aimantée. Ces étapes sont avantageusement répétées à différentes positions axiales (X) de la source. L'invention propose également un dispositif qui met en oeuvre un tel procédé. L'invention permet ainsi de détecter et d'évaluer de manière précise et fiable les dépôts au niveau des interstices situés entre le tube et la plaque, ainsi que d'évaluer le centrage du tube par rapport à la plaque.

DESSINS D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre, de plusieurs variantes d'exécution, données à titre d'exemples non limitatifs, du dispositif de détection de dépôts magnétiques sur ou à proximité d'un tube amagnétique conforme à l'invention, à partir des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1, déjà discutée, est une vue en perspective déchirée d'un générateur de vapeur des centrales électronucléaires de type REP ; - la figure 2, déjà discutée, est une vue en perspective d'un détail des tubes passant dans les quadrifolliages des plaques entretoises, lesdits quadrifolliages comportant des dépôts dit de colmatage ; - la figure 3, déjà discutée, est une représentation schématique d'une vue de dessus et en coupe de différentes configurations d'une liaison tube/plaque entretoise; - la figure 4, déjà discutée, est une représentation schématique en perspective illustrant un dispositif de détection de dépôts de colmatage et d'encrassement de l'art antérieur ; - la figure 5 est une représentation schématique en perspective illustrant un dispositif de détection conforme à un mode de réalisation possible de l'invention ; - la figure 6 est une représentation schématique en coupe d'un mode de réalisation possible des moyens de déplacement radial de la source aimantée ; - la figure 7 est une représentation schématique en perspective illustrant un dispositif de détection conforme à une variante possible de l'invention ; - la figure 8 illustre schématiquement la profondeur de champ magnétique d'une source aimantée (figure 8a) ainsi qu'une vue de dessus et en coupe de différentes configurations d'une liaison tube/plaque entretoise comprenant une telle source aimantée (figures 8b, 8c); 6 - la figure 9 est un schéma bloc d'une mise en oeuvre possible du procédé de détection selon l'invention ; - la figure 10 est une représentation schématique d'une vue de dessus et en coupe d'une configuration d'une liaison tube/plaque entretoise, où aucun interstice n'est obstrué (figure 10a), et du signal mesuré par le dispositif de détection (figure 10b) à différentes positions radiales; - la figure 11 est similaire à la figure 10 et représente une configuration d'une liaison tube/plaque entretoise dans laquelle les quatre interstices sont obstrués, et le signal mesuré par le dispositif de détection ; - la figure 12 est similaire aux figures 10 et 11 et représente une configuration d'une liaison tube/plaque entretoise décentrée dans laquelle deux interstices sont obstrués, tandis que le tube est en appui direct sur les deux autres interstices.

DESCRIPTION DETAILLEE En référence à la figure 5, on a représenté un dispositif de détection 200 selon un premier mode de réalisation de l'invention. Ce dispositif 200 comporte, dans un tube 215, une source aimantée 205 qui comprend par exemple un ou plusieurs aimants permanents, ainsi que des moyens 210 pour l'entraînement en rotation de ladite source 205 dans ledit tube 215. Dans l'exemple décrit, la source 205 comporte un seul aimant permanent 206 supporté par une plaque 207 en fer doux elle-même montée sur un support 208 en inox. Les moyens 210 d'entraînement en rotation sont constitués notamment d'un motoréducteur électrique 211. Le dispositif 200 comprend par ailleurs divers moyens de déplacement de la source aimantée 205.

Le dispositif 200 comprend des moyens de déplacement axial 300 de ladite source aimantée 205 à l'intérieur dudit tube 215. La direction axiale du tube (X) est représentée en figure 5 et correspond à l'axe de révolution du cylindre que forme le tube. Ces moyens de déplacement axial 300 permettent de déplacer la source aimantée le long de l'axe (X) du tube et d'assurer un positionnement de la dite source en une position axiale donnée (X). Il s'agit avantageusement d'une gaine de propulsion 300 ou d'un système du type à motoréducteur et vis/écrou. Le plus souvent, ces moyens de déplacement axial 300 sont associés à un système de blocage 301 qui permet, par exemple par serrage, de maintenir la source aimantée à cette position axiale pendant que le motoréducteur 211 l'entraîne en rotation dans le tube 215. Par ailleurs, le dispositif 200 comprend des moyens de déplacement radial 260 de la source aimantée 205 à l'intérieur du tube 215. Ces moyens de déplacement radial 260 sont très schématiquement représentés sur la figure 5, et permettent de translater la source 205 le long de l'axe radial (R). L'axe radial (R) est un axe parallèle à un rayon du cylindre que forme le tube, comme on peut le voir en figure 5. A partir d'une position axiale (X) donnée, les moyens de déplacement radial 260 translatent donc radialement la source aimantée 205, et ce vers la paroi interne du tube 215. Les moyens de déplacement radial 260 peuvent être tout moyen connu de l'homme du métier. On a représenté de manière schématique en figures 6a et 6b un exemple de réalisation de ces moyens de déplacement radial 260, utilisant un système de type cric. Ils comprennent avantageusement un axe fileté 223 entraîné en rotation par un moteur 224 pour le déplacement radial de ladite source. La rotation de l'axe fileté 223 entraîne le rapprochement ou l'éloignement d'écrous 219 permettant ainsi le déplacement radial de la source aimantée 205 par l'intermédiaire de liaisons pivots 218 liant les écrous 219 au support 208 de l'aimant. Avantageusement, les moyens de déplacement radial comprennent un axe anti-rotation 227.

Outre ces moyens de déplacement radial 260, on a représenté de manière schématique les moyens de déplacement axial 300 et d'entraînement en rotation 210 précédemment décrits. Ainsi, comme on peut le voir en figures 6a et 6b, les moyens de déplacement radial permettent de positionner la source aimantée 205 à différentes positions radiales, plus ou moins proches de la paroi interne du tube 215, et donc plus ou moins proches d'interstices situés en le tube 215 et la plaque 265. Le dispositif 200 comprend en outre des moyens de mesure 290 d'une grandeur physique corrélée à la force magnétique tangentielle exercée sur la source aimantée 205. On entend par grandeur physique une grandeur électrique (intensité électrique, puissance,...) ou une grandeur mécanique (force, couple, déplacement, déformation...).

Par ailleurs, on entend par composante tangentielle la composante de la force magnétique qui est tangente au cylindre que constitue le tube, c'est-à-dire orthogonale à un rayon dudit cylindre dans le plan de rotation de la source 205. Dans le mode de réalisation représenté en figure 5, les moyens de mesure 290 sont des moyens de mesure d'une grandeur mécanique corrélée à la force magnétique tangentielle exercée sur la source 205 aimantée. Cette grandeur mécanique est avantageusement la force magnétique tangentielle elle-même.

La source 205 aimantée en rotation subit notamment une force magnétique de la part du ou des dépôts situés dans les interstices 261, de par l'interaction entre le champ magnétique de l'aimant permanent de la source 205 avec le matériau ferromagnétique du dépôt. Elle subit également des forces magnétiques de la part de la plaque entretoise 265. La composante tangentielle de ladite force magnétique exercée sur la source 205 dépend notamment de la position relative de la source par rapport au dépôt, et des caractéristiques dimensionnelles dudit dépôt.

L'analyse de la composante tangentielle de ladite force magnétique permet de détecter la présence de dépôts dans les interstices et d'évaluer le centrage du tube par rapport à la plaque, comme cela sera détaillé par la suite.

Ainsi, les moyens de mesure 290 sont adaptés pour mesurer la force magnétique tangentielle exercée sur la source 205, ou une grandeur mécanique corrélée à ladite force magnétique tangentielle, comme le couple résultant, ou l'effort subi, ou éventuellement une déformation locale.

Avantageusement, les moyens de mesure 290 comprennent au moins un capteur de force, positionné pour mesurer ladite force magnétique tangentielle exercée sur la source 205. Le capteur de force peut être basé sur toute technologie connue de l'homme du métier. Il peut notamment comprendre un capteur de type piézoélectrique. D'autres technologies sont envisageables, comme les jauges de contrainte, qui permettent de mesurer une force à partir de réactions liées à une déformation locale. Ces jauges incluent par exemple mais de manière non limitative: - des jauges métalliques, basés sur le principe de mesure de la résistance d'un conducteur soumis à une déformation ; - des jauges à semi-conducteur également appelées jauges piézorésistives, basées sur le principe de la variation de la résistivité due à la déformation élastique d'un monocristal de silicium ; - des jauges piézoélectriques, basées sur le principe de variation de la force électromotrice d'une céramique piézoélectrique soumise à une déformation ; - des jauges de contrainte optique. On peut bien sur envisager une combinaison de plusieurs capteurs et/ou de plusieurs technologies différentes, afin d'améliorer la précision. Ces capteurs peuvent également être utilisés pour mesurer l'effort tangentiel, c'est-à-dire la force magnétique tangentielle surfacique, homogène à une pression.

Alternativement ou en complément du capteur de force, les moyens de mesure 290 comprennent un capteur de couple, apte à mesurer le couple subie par la source 205 aimantée. Le capteur de couple peut être un capteur de couple dynamique à contact entre le rotor et le stator, comme des capteurs de couple dynamique à bagues et balais, bien connus de l'homme du métier. Il peut également s'agir d'un capteur de couple dynamique sans contact, c'est-à-dire sans contact entre le rotor et le stator. Ce type de capteur est avantageux par rapport aux capteurs à contact, car on évite la perte de précision liée à l'usure des balais après un certain temps d'utilisation. Tout autre capteur de couple connu de l'homme du métier peut être utilisé. Un avantage de ce mode de réalisation basé sur la mesure d'une grandeur mécanique est que les signaux mesurés par les moyens de mesure 290 sont faiblement bruités, puisqu'ils consistent en la mesure directe de la force magnétique tangentielle exercée sur la source aimantée, ou d'une grandeur mécanique lui étant corrélée. Ce procédé de mesure permet ainsi de s'approcher au plus près du phénomène physique observé. Dans un autre mode de réalisation, illustré en figure 7, les moyens de mesure 290 comprennent un dispositif de mesure 212 d'une grandeur électrique corrélée à la force magnétique tangentielle exercée sur la source 205 aimantée. Ce type de procédé de mesure est décrit dans la demande de brevet FR0856708 (non publiée au jour du présent dépôt). Dans ce mode de réalisation, la source aimantée est entraînée en rotation par les moyens 210 d'entraînement en rotation, constitués notamment d'un motoréducteur électrique 211.

Le moteur électrique dudit motoréducteur 211 est asservi pour assurer une vitesse de rotation connue, avantageusement constante, de la source aimantée 205. Lors de cet entraînement en rotation, la source aimantée 205 subit une force magnétique tangentielle dépendant de la physionomie des dépôts dans les interstices et également du centrage du tube par rapport à la plaque entretoise 265, qui vont avoir un impact sur le mouvement de rotation de ladite source aimantée 205, et donc sur l'asservissement du moteur électrique.

Dans ce mode de réalisation, l'on mesure le courant d'alimentation (intensité) ou la puissance du moteur électrique entraînant en rotation la source aimantée 205. Ces grandeurs électriques sont directement corrélées à la force magnétique tangentielle exercée sur la source aimantée.

Pour ce faire, le moteur électrique du motoréducteur 211 est relié à un dispositif 212 de mesure de l'intensité du courant d'alimentation ou de la puissance dudit moteur. Il peut s'agir par exemple d'un ampèremètre. Enfin, dans les deux modes de réalisation précédemment décrits, le les moyens de mesure 290 sont reliés à des moyens d'analyse 213 des variations des grandeurs mesurées par lesdits moyens de mesure 290. Les moyens d'analyse 213 comprennent avantageusement un ordinateur 214 de type PC afin d'enregistrer puis d'analyser les mesures effectuées par les moyens de mesure 290.

Un algorithme se présentant sous la forme d'un logiciel enregistré sur un support physique, tel que le disque dur et/ou la mémoire de l'ordinateur 214, mémorise et analyse les courbes de variation de la grandeur physique corrélée à la force magnétique tangentielle exercée sur la source 205 aimantée pour déterminer et évaluer l'obstruction des interstices 261 situés entre le tube 215 et la plaque 265, ainsi que les éventuels problèmes de centrage du tube 215 par rapport à la plaque 265. Etant donné que l'on souhaite détecter les dépôts dans les interstices 261, qui sont des espaces fins situés entre le tube et la plaque, et également évaluer le centrage du tube 215 par rapport à la plaque entretoise 265 au niveau de ces dites interstices, il est nécessaire que la source aimantée 205, comprenant un ou plusieurs aimants permanents 206, ait une profondeur de champ magnétique limitée. La source doit en effet principalement interagir avec la matière magnétique présente dans les interstices 261 ou avec la matière de la plaque 265 en appui avec le tube dans le cas où le tube 215 est en appui direct sur la plaque 265.

En effet, si la source aimantée 205 interagit avec un volume de matière trop important, le signal mesuré par les moyens de mesure 290 sera bruité par des mesures indésirables, comme par exemple les mesures issues de l'interaction avec les dépôts situés dans les passages quadrifoliés 262 de la plaque 265, mais également les mesures issues de l'interaction avec un volume de matière de la plaque 265 étant bien au-delà de l'interstice observé. On a représenté en figure 5 et 7 le plan magnétique PM de l'aimant permanent 206. Il est radial par rapport au cylindre que constitue le tube 215.

La profondeur de champ magnétique 222 d'un aimant 206 est définie comme la hauteur, mesurée à partir d'une face de l'aimant, à partir de laquelle les lignes de champ magnétique circulant entre le pôle Nord (N) et le pôle Sud (S) de l'aimant 206 se referment. La profondeur de champ magnétique d'un aimant est schématisée en figure 8a.

En figure 8b, on a représenté une vue de dessus et en coupe de la liaison tube/plaque entretoise. Dans cette représentation, l'axe X est orthogonal au plan de la figure, et représente la direction axiale du cylindre que forme le tube 215. L'axe R est la direction radiale du tube 215.

En figure 8b, on a ainsi schématisé la source aimantée 205 et la profondeur 222 du champ magnétique associée à l'aimant de cette source aimantée 205. Il apparaît que l'interaction magnétique de la source aimantée 205 avec les dépôts situés dans les interstices 261 et avec la plaque entretoise 265 est fonction de cette profondeur 222 de champ magnétique. Une profondeur de champ trop grande risque d'entraîner des interactions entre la source aimantée et une grande partie de l'épaisseur de la plaque, ou avec des dépôts situés dans les passages quadrifoliés 262, ce qui n'est pas souhaitable, puisque que l'on cherche à évaluer la présence de matière dans les interstices 261. De plus, il est clair qu'en fonction de la position radiale R de la source aimantée 205, qui est déplaçable le long de l'axe radial R par les moyens de déplacement radial 260, l'interaction magnétique de la source aimantée va s'effectuer avec plus ou moins de matière. Ainsi, la source aimantée 205 est choisie pour que sa profondeur 222 de champ magnétique ne dépasse pas le rayon Rint de la paroi interne du tube lorsque la source 205 a une position radiale située au niveau de l'axe du tube 215. Il s'agit de la position radiale R=O, c'est-à-dire que la source 205 est située sur l'axe du tube 215, en une quelconque position axiale X. En cette position, la source 205 n'interagit donc avec aucune matière magnétique, et le signal mesuré par les moyens de mesure 290 est nul ou quasi nul.

Avantageusement, la source aimantée 205 est choisie pour que sa profondeur 222 de champ magnétique ne dépasse pas non plus le rayon Rint de la paroi interne du tube 215 lorsque la dite source est positionnée en une position radiale non nulle (R*0). Dans ce cas, la profondeur 222 de champ magnétique est plus faible, puisque même en une position radiale R non nulle, la source 205 n'interagit avec aucune matière magnétique. Cette configuration est représentée en figure 8c, où la source 205 est positionnée en une position radiale Rmin non nulle. Comme on peut le constater, la profondeur 222 de champ de cette source 205 ne dépasse pas le rayon Rint de la paroi interne du tube. En cette position radiale Rmin, la source aimantée 205 n'interagit avec aucune matière magnétique, le signal mesuré par les moyens de mesure 290 est donc nul ou quasi nul. On décrira à présent l'utilisation du dispositif 200. Un mode de réalisation du procédé selon l'invention est schématisé en figure 9. On positionne initialement la source aimantée en une position axiale X donnée, correspondant à la position de la plaque entretoise 265 que l'on veut tester (étape I).

La position axiale X de la source 205 dans le tube est alors bloquée grâce au système de blocage 301 (étape II). Une fois ainsi positionnée et bloquée : - à partir de ladite position axiale X, on procède à un déplacement radial de ladite source 205, via les moyens de déplacement radial 260, et on positionne la source à une position radiale R à l'intérieur dudit tube (étape III); - la source 205 est alors entraînée en rotation autour de l'axe du tube par entraînement via les moyens d'entraînement en rotation 210, avec un asservissement donné, par exemple à vitesse constante (étape IV); et - pendant cette rotation, on acquiert au moins une grandeur physique (grandeur mécanique, comme la force, ou grandeur électrique, comme l'intensité du courant électrique du moteur entraînant la source) corrélée à la force magnétique tangentielle exercée sur la source aimantée 205 (étape V); Une fois la grandeur physique acquise sur un tour ou plus, on lui fait subir un déplacement radial vers une nouvelle position radiale R via les moyens de déplacement radial 220.

On recommence alors les étapes de rotation IV et de mesure V, et éventuellement d'analyse VI. On répète ainsi les opérations de déplacement radial, de rotation de la source, et de mesure d'au moins une grandeur physique. Avantageusement on balaye un intervalle de positions radiales comprises entre une position radiale minimum Rmin et une position radiale maximum Rmax. En la position radiale minimum Rmin, la source 205 a avantageusement une profondeur 222 de champ magnétique ne dépassant pas le rayon Rint de la paroi interne du tube.

On peut avantageusement choisir une position Rmin pour laquelle la profondeur 222 de champ commence tout juste à dépasser le rayon Rint de la paroi interne du tube 215, ou est tangente à la dite paroi.

Ainsi, pour les positions radiales de la source 205 inférieures à Rmin, le signal observé par les moyens de mesure 290 à l'étape V est nul ou quasi nul, tandis qu'un signal non nul commence à être observé pour les positions radiales R de la source 205 supérieures à Rmin.

Il est possible de choisir Rmin égal à zéro, c'est-à-dire que l'on commence à mesurer les signaux (étape V) à partir de la position radiale Rmin=O correspondant à un positionnement de la source 205 au niveau de l'axe du tube 215. Par ailleurs, en la position radiale maximum Rmax, la source 205 a avantageusement une profondeur 222 de champ magnétique dépassant le rayon Rext de la paroi interne du tube (par exemple, dépassement de 1mm), afin de détecter les éventuels dépôts dans les interstices 261 et les éventuels problèmes de centrage du tube par rapport à la plaque. Le fait de balayer un intervalle de positions radiales permet de disposer de mesures précises pour l'évaluation des caractéristiques dimensionnelles du dépôt dans le plan analysé correspondant à la position axiale X de la source. Une fois l'intervalle de positions radiales [Rmin,Rmax] balayé, avec un pas radial à choisir par l'utilisateur et dépendant de la précision souhaitée et des dimensions du tube et de la plaque, la source est à nouveau déplacée axialement en une nouvelle position axiale X et bloquée en ladite position. On recommence alors les étapes III à v de déplacement radial, de rotation, et de mesure. Avantageusement, on balaye ainsi la longueur de la plaque entretoise (selon l'axe X), avec un pas axial à choisir en fonction de la précision souhaitée et des dimensions du tube et de la plaque. Le fait de balayer axialement la liaison tube/plaque permet d'établir la longueur axiale des dépôts et de confirmer ou d'infirmer l'obstruction des interstices entre le tube et la plaque.

Le procédé selon l'invention comprend en outre une étape d'analyse (étape VI), dans laquelle les moyens d'analyse 213 analysent par l'intermédiaire de l'ordinateur 214 les différentes courbes obtenues pour chaque plan d'analyse correspondant aux différentes positions axiales, afin de détecter et le cas échéant évaluer les dépôts dans les interstices et/ou évaluer le centrage du tube par rapport à la plaque. Cette analyse se fait avantageusement par comparaison avec un modèle de référence, détaillé ci-après.

On a représenté en figure 10a une configuration de référence tube/plaque entretoise dans laquelle aucun des quatre interstices 261 n'est obstrué par des dépôts. Dans ce cas, le tube est parfaitement centré par rapport à la plaque, et aucun contact mécanique n'existe entre le tube et la plaque au niveau desdites interstices, comme cela est prévu à la conception de la liaison tube/plaque entretoise. Le signal mesuré par les moyens de mesure 290 à différentes positions radiales R de la source aimantée est également représenté de manière schématique en figure 10b. En fonction du mode de réalisation, il peut s'agir d'une grandeur électrique ou d'une grandeur mécanique.

Comme on peut le constater, à la position radiale Rmin, le signal observé est nul ou quasi-nul. Ceci provient du fait que la profondeur du champ magnétique de la source 205 est calibrée pour ne pas dépasser le rayon Rint de la paroi interne du tube en cette position. Lorsque la source 205 est entraînée en rotation, et ce à une position radiale R1, légèrement supérieure à Rmin, on observe un signal en dents de scie. En cette position R1, la source aimantée subit en effet une force magnétique tangentielle. Lorsque la source 205 passe du point A au point B, elle se trouve attirée par la matière magnétique de la plaque présente au point B, c'est-à-dire la matière de la plaque située au même niveau que l'interstice. L'attraction est maximale en ce point. Passé ce point, les forces d'attraction sur la source 205 décroissent (éloignement de la matière) et deviennent minimales lorsque la source 205 arrive au point C (centre du passage folié).

De la même façon, la source 205 sera en attraction minimale aux points C, E, G, et en attraction maximale aux points, D, F, H. Si l'on déplace radialement la source 205 à une position radiale Rmax, pour laquelle la profondeur de champ magnétique dépasse le rayon 18 Rext de la paroi externe du tube, on obtient une courbe similaire à celle obtenue pour la position R1, mais d'amplitude supérieure. D'une part, ceci provient du fait que le volume de matière qui interagit avec la source aimantée 205 est plus important. D'autre part, étant donné que les forces d'attraction sont inversement proportionnelles à l'entrefer entre l'aimant permanent et la matière magnétique, le signal mesuré par les moyens de mesure 290 est d'amplitude supérieure. Si l'on déplace la source aimantée à une autre position axiale X, il est clair que les signaux mesurés aux différentes positions radiales R, Rl et Rmax seraient identiques, puisqu'aucun dépôt n'est présent le long des interstices, et que la configuration est symétrique. On a représenté en figure lia une autre configuration de référence tube/plaque entretoise dans laquelle les quatre interstices 261 sont obstrués par des dépôts de dimensions similaires (au niveau des lettres B,D,F,H). Dans cette configuration, où l'on suppose que tous les dépôts sont de dimensions similaires, le tube est toujours centré par rapport à la plaque, mais est encastré. La source est bloquée à une position axiale X correspondant à la position axiale X du schéma en coupe de la figure 11a. Etant donné que l'on suppose, dans cette configuration, que les dépôts ont des dimensions homogènes le long de la liaison tube/plaque, le signal mesuré serait identique en une position axiale de la liaison tube/plaque qui serait différente.

On constate à nouveau que lorsque la source est entraînée en rotation à la position radiale Rmin, le signal mesuré par les moyens de mesure 290 est nul ou quasi-nul. En effet, à cette position radiale Rmin, la profondeur de champ 222 de la source ne dépasse pas le rayon Rint de la paroi interne du tube, et par conséquent le champ magnétique de la source aimantée n'interagit pas avec le dépôt présent dans les interstices. Par ailleurs, lorsque la source 205 est entraînée en rotation, et ce à la position radiale RI puis à la position radiale Rmax, correspondant aux positions radiales définies précédemment en lien avec la figure 10, on constate que le signal mesuré a une variation similaire à celle observée en figure 11, mais avec une amplitude supérieure. Le signal observé dans le cas où les quatre interstices sont obstrués a donc une amplitude supérieure au signal mesuré dans le cas où les quatre interstices ne sont pas obstrués. Cette différence d'amplitude est due à la présence de dépôts dans les interstices qui accroissent le volume de matière magnétique interagissant avec la source aimantée. En conséquence, la force magnétique tangentielle exercée sur la source 205 est plus importante, et les grandeurs mécaniques ou électriques mesurées, qui sont corrélées à la dite force magnétique tangentielle, ont une amplitude supérieure. On a représenté en figure 12a une autre configuration de référence tube/plaque entretoise à une position axiale X donnée dans laquelle deux des quatre interstices 261 sont obstrués par des dépôts de dimensions similaires (au niveau des lettres D et F), tandis que les deux autres interstices 261 (au niveau des lettres B et H) ne sont pas obstrués. Cependant, au niveau des interstices B et H, le tube est en appui contre la plaque via un contact mécanique direct.

Dans ce cas, le tube est décentré par rapport à la plaque, ce qui signifie que l'axe de révolution du tube est décentré par rapport à l'axe de révolution de la plaque. Le tube est en appui direct sur la plaque au niveau de deux interstices, et en contact mécanique avec le tube via des dépôts au niveau des deux autres interstices. Cette situation correspond à un encastrement. On a alors à nouveau représenté en figure 12b, de manière similaire aux figures 10b et llb, le signal mesuré par les moyens de mesure 290 à différentes positions radiales R de la source aimantée : Rmin, R1, et Rmax, définis auparavant.

On constate alors que les signaux mesurés en positions radiales RI et Rmax ont une amplitude supérieure aux signaux mesurés aux mêmes positions radiales dans le cas où les quatre interstices sont obstrués (cas de la figure 10).

En particulier, au niveau des appuis directs entre le tube et la plaque (au niveau des lettres B et H), la différence d'amplitude est bien plus marquée. Le signal mesuré au niveau d'interstices où existent un appui direct du tube sur la plaque est supérieur au signal mesuré au niveau des interstices où des dépôts se sont formés. Cette différence d'amplitude plus marquée provient du fait que la matière magnétique de la plaque exerce une force magnétique supérieure à celle exercée par le matériau ferromagnétique des dépôts.

De plus, comme le tube est décentré, l'entrefer entre la source aimantée et la matière magnétique est inférieur au niveau des interstices où le tube est en appui direct sur la plaque, ce qui a tendance à augmenter les forces magnétiques exercées. L'amplitude et les différentes caractéristiques du signal permettent donc de détecter l'encastrement direct du tube sur la plaque par appui au niveau des interstices. En comparant les courbes mesurées avec un modèle de référence, on peut donc en déduire la présence de dépôts dans les interstices, et/ou l'encastrement direct du tube contre la plaque, ainsi que les problèmes associés de décentrage du tube par rapport à la plaque.

Ceci est très avantageux, d'autant plus que l'analyse se fait par lecture directe des courbes, et que le procédé selon l'invention est simple et rapide à mettre en oeuvre. Avantageusement, l'ordinateur 213 dispose d'une base de données de signaux enregistrée sur un support physique, tel que le disque dur et/ou la mémoire de l'ordinateur. Cette base de données est notamment constituée à partir de simulations numériques, reprenant en particulier les configurations décrites en figures 10 à 12 (présence ou absence de dépôts dans les interstices, éventuel décentrage du tube par rapport à la plaque) de mesures en laboratoire, de mesures réalisées sur site, ou par tout autre moyen de simulation ou de mesure, et permet de fournir des signaux de référence.

La base de données associe à chaque signal les caractéristiques dimensionnelles des dépôts correspondants aux signaux mesurés, c'est-à-dire le volume, l'épaisseur, la longueur et la position desdits dépôts. Tous ces signaux constituent donc un modèle de référence permettant d'interpréter les mesures. On compare alors les points caractéristiques du signal mesuré (amplitude, distance crête à crête, aires sous les pics...) avec les signaux de référence. Le fait de répéter les mesures en déplaçant axialement la source sur toute la longueur de la liaison tube/plaque permet de confirmer ou d'infirmer la présence de dépôts le long des interstices séparant le tube de la plaque, et de confirmer ou d'infirmer les appuis directs du tube sur la plaque. Ce balayage axial de la liaison tube/plaque permet également d'évaluer les problèmes de centrage du tube par rapport à la plaque. Le procédé selon l'invention s'applique à toute liaison tube/plaque comprenant des interstices entre le tube et ladite plaque, et en particulier à la détection de dépôts dans les interstices situés entre une plaque entretoise et un tube d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression dit REP. 25 30

Claims (18)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de détection de dépôts comportant au moins un matériau ferromagnétique, tel que du nickel, de la magnétite ou similaire, au niveau d'interstices situés entre une plaque et la paroi externe d'un tube, caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes de : - positionnement d'une source aimantée (205) à l'intérieur du tube (215) et blocage de ladite source (205) en une position axiale (X), - à partir de ladite position axiale (X), déplacement radial de ladite source (205) et positionnement en une position radiale (R) à l'intérieur dudit tube ; - rotation de la source aimantée (205) autour de l'axe du tube par entraînement via des moyens d'entraînement en rotation (210), - mesure d'au moins une grandeur physique corrélée à la force magnétique tangentielle exercée sur la source aimantée (205), et - analyse de la courbe obtenue pour détecter et le cas échéant évaluer les dépôts dans les interstices et/ou évaluer le centrage du tube par rapport à la plaque.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de mesure d'au moins une grandeur physique s'effectue à partir d'une position radiale minimum (Rmin) de la source aimantée (205) pour laquelle ladite source (205) a une profondeur (222) de champ magnétique ne dépassant pas le rayon (Rint) de la paroi interne du tube.
3. 3. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que la rotation de la source aimantée (205) dans le tube (215) est une rotation à une vitesse constante.
4. 4. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'après rotation de la source, celle-ci est déplacée radialement vers30une nouvelle position radiale, et en ce que l'on réitère les étapes suivantes de rotation, de mesure et le cas échéant, d'analyse.
5. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la source est déplacée radialement en une position radiale maximum (Rmax) pour laquelle la profondeur du champ magnétique dépasse le rayon (Rext) de la paroi externe du tube.
6. 6. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la source est déplacée axialement à l'intérieur du tube en une nouvelle position axiale et en ce que, après blocage en cette position axiale, on répète les étapes suivantes.
7. 7. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'étape d'analyse de la grandeur physique corrélée à la force magnétique tangentielle exercée sur la source aimantée (205) comporte une étape de comparaison des variations de ladite grandeur physique avec un modèle de référence.
8. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la grandeur physique mesurée est une grandeur mécanique corrélée à la force magnétique tangentielle exercée sur la source aimantée (205) lors de son entraînement en rotation.
9. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la source (205) est entraînée en rotation par entraînement au moyen d'un moteur électrique et en ce que la grandeur physique mesurée est l'intensité électrique ou la puissance du courant d'alimentation dudit moteur électrique lors de cet entraînement en rotation.
10. 10. Dispositif de détection de dépôts comportant au moins un matériau ferromagnétique, tel que du nickel, de la magnétite ou similaire, auniveau d'interstices situés entre une plaque et la paroi externe d'un tube (215), caractérisé en ce qu'il comporte : - au moins une source aimantée (205), - des moyens de déplacement axial (300) de ladite source aimantée (205) à l'intérieur dudit tube (215); - des moyens de déplacement radial (260) de ladite source aimantée (205) à l'intérieur dudit tube (215), - des moyens d'entraînement en rotation (210) assurant l'entraînement en rotation de ladite source aimantée (205) à l'intérieur dudit tube (215), - des moyens de mesure (290) d'une grandeur physique corrélée à la force magnétique tangentielle exercée sur la source aimantée (205), - des moyens d'analyse (213) des variations de ladite grandeur physique.
11. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la source aimantée (205) a une profondeur (222) de champ magnétique ne dépassant pas le rayon (R;nt) de la paroi interne du tube lorsque la source (205) a une position radiale située au niveau de l'axe du tube (215).
12. 12. Dispositif selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que la source aimantée (205) a une profondeur (222) de champ magnétique ne dépassant pas le rayon (R;nt) de la paroi interne du tube lorsque la source (205) est positionnée radialement au niveau d'une position radiale non nulle.
13. 13 . Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que la source aimantée (205) consiste en au moins un aimant permanent (206).
14. 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte un système de blocage (301) apte àbloquer en une position axiale la source aimantée (205) à l'intérieur du tube (215).
15. 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 14, caractérisé en ce que les moyens de mesure (290) comprennent au moins un capteur de force pour mesurer la force magnétique tangentielle exercée sur la source aimantée (205).
16. 16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 15, caractérisé en ce que les moyens de mesure (290) comprennent au moins un capteur de couple pour mesurer le couple exercé sur la source aimantée.
17. 17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 16, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement en rotation de la source aimantée (205) à l'intérieur du tube (215) comprennent un moteur électrique, et en ce que les moyens de mesure (290) comprennent un dispositif (212) de mesure de l'intensité ou de la puissance du courant d'alimentation dudit moteur électrique lors de l'entraînement en rotation de la source.
18. 18. Application du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9 à la détection de dépôts dans les interstices situés entre une plaque entretoise et un tube d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression dit REP, et/ou à l'évaluation du centrage dudit tube par rapport à ladite plaque.