FR3120980A1 - Canule pour inspection d’une paroi à proximité d’un bouchon - Google Patents
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Abstract
TITRE DE L’INVENTION : CANULE POUR INSPECTION D’UNE PAROI À PROXIMITÉ D’UN BOUCHON La canule (60) pour inspection d’une paroi à proximité d’un bouchon (10, 30) d’une tuyauterie (70), positionne une source radioactive (68) portée par un porte-source (67) comportant un blindage arrière interdisant le passage des rayonnements selon un angle prédéterminé (69) centré sur l’axe du porte source. Elle comporte :- une tige (63 à 66) solidaire du moyen de liaison, de diamètre sensiblement constant inférieur au diamètre de l’ouverture du bouchon, comportant :- une première partie courbée (63), présentant un premier rayon de courbure,- une zone d’inflexion (64) à partir de laquelle le rayon de courbure de la tige est, par rapport au rayon de courbure de la première partie, de l’autre côté de la tige,- une deuxième partie courbée (65) présentant un deuxième rayon de courbure, et- à son extrémité distale, un support (66) du porte-source. Figure pour l'abrégé : figure 6
Description
Domaine technique de l’invention
La présente invention se rapporte à un bouchon de maintenance, un procédé de maintenance utilisant un tel bouchon et une canule pour mettre en œuvre ce procédé. L’invention s’applique à des installations subissant des inspections périodiques en service telles qu’un réseau de tuyauteries, par exemple nucléaires, chimiques, pétrochimiques ou agroalimentaires, ou des réservoirs ou silos. L’invention s’applique, plus particulièrement, à l’entretien de la tuyauterie du système de refroidissement d’un réacteur nucléaire et/ou de la tuyauterie de transfert de la vapeur entre le réacteur nucléaire et la turbine de production d’énergie électrique.
État de la technique
La règlementation d’entretien des équipements des centrales nucléaires établit un cahier des charges d’entretien régulier afin de garantir la sureté des installations.
A titre indicatif, la tuyauterie d’alimentation du réacteur appelée tuyauterie « ARE », véhicule de l’eau pressurisée à 83 bars et surchauffée à 225°C. Quant à la tuyauterie vapeur conduisant la vapeur d’eau vers la turbine, elle est connue sous la dénomination « tuyauterie VVP », elle conduit de la vapeur d’eau pressurisée entre 55 et 70 bars, la vapeur d’eau comportant une température comprise entre 270 et 297°C.
Ces contraintes extrêmes supportées par ces tuyauteries peuvent entrainer une érosion/dégradation de la tuyauterie et en particulier des soudures telles que les soudures d’assemblage des différents tronçons de la tuyauterie. La dégradation d’une soudure peut se matérialiser par des fissures ou des variations de densité et/ou d’épaisseur de matière.
Dans ce contexte, la tuyauterie du système refroidissement du réacteur et la tuyauterie vapeur menant à la turbine de production d’énergie électrique comportent des orifices dits « bouchons radios ». Ces orifices permettent de contrôler l’état de la tuyauterie et notamment des soudures selon un programme de maintenance préventive. Pour la tuyauterie des installations nucléaires, en règle générale, un contrôle de l’état des soudures se fait par radiographie.
Chaque orifice de visite est équipé d’un obturateur. Il existe deux types d’obturateur, un premier type d’obturateur qui comporte un bouchon démontable et un second type d’obturateur qui comporte un bouchon non démontable.
Le premier type d’obturateur comporte une chemise et un bouchon. La chemise est vissée et soudée à l’orifice de visite. Le bouchon est quant à lui vissé et soudé à la chemise. La soudure entre la chemise et le bouchon assure l’étanchéité de la tuyauterie. Ce type d’obturateur est monté sur des orifices de la tuyauterie qui nécessitent des contrôles réguliers. Lors de chaque contrôle, le bouchon est retiré de la chemise pour permettre l’accès à l’orifice de la tuyauterie et insérer une source radiographique à l’intérieur de la tuyauterie.
Dans ce contexte, la soudure entre la chemise et le bouchon constitue un point d’usure de la tuyauterie. En effet, les organismes de contrôle arasent la soudure entre le bouchon et la chemise pour permettre la dépose du bouchon. Lors de ces opérations, la chemise est également détériorée. Lorsque la hauteur de la chemise devient trop faible, l’arasement de cette soudure peut également endommager la soudure entre la chemise et l’orifice de la tuyauterie. De même, une hauteur trop faible de la chemise peut également empêcher la réalisation de la nouvelle soudure d’étanchéité entre la chemise et le bouchon radio. En effet, l’opération de soudage affecte thermiquement une zone qui entoure la soudure de liaison entre la chemise et tuyauterie. Cette zone est appelée la « zone affectée thermiquement ».
Des opérations de maintenance sont nécessaires pour remplacer la chemise dont la hauteur est devenue trop faible. Afin de garantir que le matériau constitutif de la tuyauterie présente des caractéristiques mécaniques suffisantes, la zone affectée thermiquement de la tuyauterie doit être éliminée et la tuyauterie doit être rechargée par soudure pour retrouver son épaisseur nominale de conception.
Le second type d’obturateur comporte un bouchon directement vissé et soudé à l’orifice de visite de la tuyauterie. Ce type d’obturateur est remplacé en cas de fuite de la soudure d’étanchéité entre le bouchon et l’orifice de la tuyauterie. Ces fuites interviennent au droit des soudures d’étanchéité des bouchons. Ces fuites entrainent des opérations de maintenance, pour remplacer le bouchon en place sur la tuyauterie et réparer cette dernière.
La présente invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur.
À cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un bouchon de maintenance d’un orifice de visite d’une paroi, par exemple de réservoir, de silo ou de tuyauterie, bouchon qui comporte un corps de bouchon s’étendant selon un axe longitudinal entre deux extrémités du bouchon de maintenance, le bouchon de maintenance comportant, à une première extrémité, une douille configurée pour coopérer avec l’orifice de visite, le corps de bouchon comportant une ouverture traversante qui s’étend selon l’axe longitudinal entre les extrémités du bouchon de maintenance, le bouchon de maintenance comportant, à une seconde extrémité, un couvercle amovible.
Le bouchon objet de l’invention fournit une solution technique permettant d’opérer le remplacement des chemises des bouchons démontables ou des bouchons non démontables, par élimination des soudures d’étanchéité existantes, élimination de la zone affectée thermiquement de la tuyauterie au droit des soudures éliminées, recomplètement de l’épaisseur de la tuyauterie par soudage. Le bouchon objet de l’invention permet ainsi de réaliser la maintenance de la soudure de la chemise d’un orifice de visite, mais aussi le contrôle qualitatif de la soudure, tout en réduisant la perte d’exploitation du site industriel liée aux opérations de maintenance.
D’une part, le bouchon de maintenance protège l’orifice de visite au cours de l’opération de maintenance. D’autre part, du fait qu’il est creux et que son intérieur est accessible grâce à son ouverture traversante et le couvercle amovible, le bouchon de maintenance permet de réaliser une opération de contrôle, notamment par tir radiographique depuis l’intérieur de la tuyauterie, du réservoir ou du silo. Ce type d’inspection présente plusieurs avantages tels que la réduction de la zone de balisage lors du tir radiographique, l’utilisation d’une source radioactive moins énergétique, mais aussi la réduction de la durée de l’intervention et par conséquent, la réduction de la perte d’exploitation au cours de la maintenance. Par ailleurs, le tir radiographique intérieur présente aussi l’avantage d’être plus précis qu’un tir radiographique extérieur qui s’opère depuis la paroi de la tuyauterie qui est opposée à l’orifice de visite puisque la distance entre la source radioactive et le film ou capteur de rayons est plus faible.
Selon des modes de réalisation, la seconde extrémité constitue un premier organe d’assemblage complémentaire d’un second organe d’assemblage solidaire du couvercle. Il est ainsi possible d’ouvrir et fermer le couvercle simplement.
Selon des modes de réalisation, la douille possède un diamètre extérieur supérieur au diamètre extérieur du corps de bouchon, le bouchon de maintenance comprenant un épaulement faisant jonction entre la douille et le corps de bouchon. L’épaulement peut constituer une surface d’appui lors des opérations d’usinage et/ou de soudage qui sont réalisées lors des opérations de maintenance.
Selon des modes de réalisation, le corps de bouchon possède un méplat externe. Le méplat externe constitue une prise qui facilite le vissage et le dévissage du bouchon de maintenance.
Selon un deuxième aspect, la présente invention vise une canule pour inspection d’une paroi à proximité d’un bouchon, configurée pour positionner une source radiographique portée par un porte-source comportant un blindage arrière interdisant le passage des rayonnements selon un angle prédéterminé centré sur l’axe du porte source, cette canule comportant :
- un moyen de liaison avec le bouchon muni d’une ouverture traversante cylindrique à directrice circulaire perpendiculaire à l’axe de la génératrice,
- une tige solidaire du moyen de liaison, de diamètre sensiblement constant inférieur au diamètre de l’ouverture du bouchon, comportant dans l’ordre à partir du moyen de liaison, dans un plan,
- une première partie courbée, présentant un premier rayon de courbure configuré pour que cette première partie traverse l’ouverture du bouchon, d’une première longueur,
- une zone d’inflexion à partir duquel le rayon de courbure de la tige est, par rapport au rayon de courbure de la première partie, de l’autre côté de la tige,
- une deuxième partie courbée présentant un deuxième rayon de courbure configuré pour que cette deuxième partie traverse l’ouverture du bouchon, d’une deuxième longueur telle que, à l’extrémité distale de cette deuxième partie, l’angle de cette extrémité distale par rapport à l’axe de l’ouverture du bouchon soit supérieur à la moitié de l’angle prédéterminé,
- à son extrémité distale, un support du porte-source.
- un moyen de liaison avec le bouchon muni d’une ouverture traversante cylindrique à directrice circulaire perpendiculaire à l’axe de la génératrice,
- une tige solidaire du moyen de liaison, de diamètre sensiblement constant inférieur au diamètre de l’ouverture du bouchon, comportant dans l’ordre à partir du moyen de liaison, dans un plan,
- une première partie courbée, présentant un premier rayon de courbure configuré pour que cette première partie traverse l’ouverture du bouchon, d’une première longueur,
- une zone d’inflexion à partir duquel le rayon de courbure de la tige est, par rapport au rayon de courbure de la première partie, de l’autre côté de la tige,
- une deuxième partie courbée présentant un deuxième rayon de courbure configuré pour que cette deuxième partie traverse l’ouverture du bouchon, d’une deuxième longueur telle que, à l’extrémité distale de cette deuxième partie, l’angle de cette extrémité distale par rapport à l’axe de l’ouverture du bouchon soit supérieur à la moitié de l’angle prédéterminé,
- à son extrémité distale, un support du porte-source.
Grâce à ces dispositions, le porte source présente un angle d’inclinaison supérieur à la moitié de l’angle masqué par le blindage et se trouve sensiblement au droit du bouchon, c’est-à-dire sur l’axe de son ouverture traversante. En conséquence, les rayonnements émis par la source radiologique atteignent cette ouverture traversante et une zone de soudure l’entourant.
Dans des modes de réalisation, le deuxième rayon de courbure est égal au premier rayon de courbure. Cette égalité des rayons de courbure facilite la manipulation de la canule par l’opérateur.
Dans des modes de réalisation, la première longueur et la deuxième longueur sont conjointement configurées pour déporter la position de la source, selon une parallèle à l’axe de l’ouverture traversante du bouchon d’une distance inférieure à la distance entre cet axe et une extrémité d’une zone rechargée par soudage.
Grâce à ces dispositions, le rayonnement incident sur la zone rechargée par soudage issus de la source est sensiblement perpendiculaire à la surface à inspecter d’un côté du bouchon. Avec deux positions opposées de la canule, les zones de soudage des deux côtés du bouchon peuvent être inspectées.
La canule objet de l’invention présente des avantages, buts et caractéristiques similaires à ceux du bouchon objet de l’invention.
Selon un troisième aspect, la présente invention vise un procédé de maintenance d’un orifice de visite d’une paroi, par exemple de réservoir, de silo ou de tuyauterie, procédé qui comporte :
- une étape de dépose de l’obturateur de l’orifice de visite,
- une étape d’insertion d’un bouchon de maintenance dans l’orifice de visite, le bouchon de maintenance comportant un corps s’étendant selon un axe longitudinal entre deux extrémités du bouchon de maintenance, le bouchon de maintenance comportant, à une première extrémité, une douille configurée pour coopérer avec l’orifice de visite, le corps de bouchon comportant une ouverture traversante qui s’étend selon l’axe longitudinal entre les extrémités du bouchon de maintenance,
- une étape d’élimination d’une zone de la paroi entourant l’orifice de visite,
- une étape de rechargement d’une partie de la paroi entourant l’orifice de visite, l’étape de rechargement étant effectuée par soudure et apport d’un matériau métallique en fusion,
- une étape de dépose du bouchon de maintenance, et
- une étape de pose d’un nouvel obturateur.
- une étape de dépose de l’obturateur de l’orifice de visite,
- une étape d’insertion d’un bouchon de maintenance dans l’orifice de visite, le bouchon de maintenance comportant un corps s’étendant selon un axe longitudinal entre deux extrémités du bouchon de maintenance, le bouchon de maintenance comportant, à une première extrémité, une douille configurée pour coopérer avec l’orifice de visite, le corps de bouchon comportant une ouverture traversante qui s’étend selon l’axe longitudinal entre les extrémités du bouchon de maintenance,
- une étape d’élimination d’une zone de la paroi entourant l’orifice de visite,
- une étape de rechargement d’une partie de la paroi entourant l’orifice de visite, l’étape de rechargement étant effectuée par soudure et apport d’un matériau métallique en fusion,
- une étape de dépose du bouchon de maintenance, et
- une étape de pose d’un nouvel obturateur.
Le procédé objet de l’invention présente des avantages, buts et caractéristiques similaires à ceux du bouchon objet de l’invention.
Dans des modes de réalisation, le procédé comporte, de plus, une étape de contrôle de la qualité du rechargement de la paroi entourant l’orifice de visite, entre l’étape de rechargement et l’étape de dépose du bouchon de maintenance.
Dans des modes de réalisation, le bouchon de maintenance comporte, à la seconde extrémité, un couvercle amovible et, au cours de l’étape de contrôle, on retire le couvercle du bouchon de maintenance, on fait passer une source radioactive à l’intérieur de la paroi à travers l’ouverture traversante et on effectue un tir radiographique depuis l’intérieur de la paroi.
Dans des modes de réalisation, au cours de l’étape de contrôle, on effectue un contrôle ultrasonore depuis l’extérieur de la paroi.
Le procédé selon l’invention assure la protection de l’orifice de visite de la tuyauterie, du réservoir ou du silo et facilite le contrôle de la qualité de la réparation.
Brève description des figures
D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l’invention ressortiront de la description non limitative qui suit d’au moins un mode de réalisation particulier du dispositif et du procédé objets de l’invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels :
Claims (7)
- Canule (60) pour inspection d’une paroi à proximité d’un orifice de visite (21), l’orifice de visite coopérant avec un bouchon, le bouchon présentant une ouverture traversante (15), configurée pour positionner une source radioactive (68) portée par un porte-source (67) comportant un blindage arrière interdisant le passage des rayonnements selon un angle prédéterminé (69) centré sur l’axe du porte source, caractérisée en ce qu’elle comporte une tige (63 à 66) solidaire d’un moyen (62) de liaison avec un bouchon (10) de l’orifice de visite (21) muni de l’ouverture traversante (15), de diamètre sensiblement constant inférieur au diamètre de l’ouverture du bouchon, tige comportant dans l’ordre à partir du moyen de liaison, dans un plan :
- une première partie courbée (63), présentant un premier rayon de courbure configuré pour que cette première partie traverse l’ouverture du bouchon, d’une première longueur,
- une zone d’inflexion (64) à partir de laquelle le rayon de courbure de la tige est, par rapport au rayon de courbure de la première partie, de l’autre côté de la tige,
- une deuxième partie courbée (65) présentant un deuxième rayon de courbure configuré pour que cette deuxième partie traverse l’ouverture du bouchon, d’une deuxième longueur telle que, à l’extrémité distale de cette deuxième partie, l’angle de cette extrémité distale par rapport à l’axe de l’ouverture du bouchon soit supérieur à la moitié de l’angle prédéterminé et
- à son extrémité distale, un support (66) du porte-source. - Canule (60) selon la revendication 1, dans laquelle le deuxième rayon de courbure est égal au premier rayon de courbure.
- Canule (60) selon l’une des revendications 1 ou 2, pour inspecter une zone rechargée par soudage, dans laquelle la première longueur et la deuxième longueur sont conjointement configurées pour déporter la position de la source, selon une parallèle à l’axe de l’ouverture traversante du bouchon d’une distance inférieure à la distance entre cet axe et une extrémité de la zone rechargée par soudage.
- Canule (60) selon l’une des revendications 1 à 3, qui comporte, de plus,
une poignée (61) qui reste à l’extérieur de la tuyauterie. - Canule (60) selon l’une des revendications 1 à 4, dans laquelle, l’ouverture traversante (15) du bouchon étant une ouverture cylindrique de diamètre d1 et d’extension longitudinale e, la tige (62 à 66) étant cylindrique de diamètre d2, le rayon de courbure R de chacune de la première partie courbée (63) et de la deuxième partie courbée (65) est supérieur à (e²+4(d1-d2)²)/8(d1-d2).
- Canule (60) selon la revendication 5, dans laquelle, la projection orthogonale l2 de la deuxième partie courbée (65), à partir du point où la tige est parallèle à l’axe (71) de l’ouverture traversante (15) du bouchon est supérieur à sin(A/2)*R, l’angle A étant un angle prédéterminé centré sur l’axe du porte source (67).
- Procédé d’inspection d’une tuyauterie (20), d’un silo ou d’un réservoir, caractérisé en ce qu’il comporte une étape de positionnement dans la tuyauterie, le silo ou le réservoir, d’une source radioactive (68) portée par un porte-source (67) supporté par une canule (60) selon l’une des revendications 1 à 6, traversant un orifice de visite (21) et une étape (56) de contrôle de qualité, par tir radiographique depuis l’intérieur de la tuyauterie, du silo ou du réservoir.
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