SE502775C2

SE502775C2 - Apparatus and method for fixing a support ring to a pipe

Info

Publication number: SE502775C2
Application number: SE9401140A
Authority: SE
Inventors: Per Johan Ehnemark; Peter Schaub
Original assignee: Abb Tekniska Roentgencent
Priority date: 1994-04-05
Filing date: 1994-04-05
Publication date: 1996-01-08
Also published as: SE9401140L; WO1995027170A1; SE9401140D0

Abstract

A device for fixing a divisible supporting ring (2) to a pipe (1) comprises hollow expansion members (51, 52, 53, 54) arranged between the pipe and the supporting ring. The supporting ring, which in fixed position surrounds the pipe, supports a track (3), preferably a track for a manipulator (4) for inspection equipment for a nuclear power plant. The expansion members may be caused to expand by filling them with a pressure medium and be pressurized, thus fixing the supporting ring to the pipe by frictional forces.

Description

502 775 Ett problem med den beskrivna bärringen är att åstadkomma en tillräcklig friktionskraft mot röret, så att bärringen med manipulatorn kan uppbäras och fixeras vid röret. Friktionskraften står i direkt proportion till fjäderkraften, vilken bestäms av fjäderkonstanten och längdförändringen hos fjädrarna. Stor fjäderkraft innebär emellertid att stora krafter måste utnyttjas för att sluta bärringen kring röret. Mindre fjäderkraft ger mindre friktion, vilket medför ett instabilt montage där bärringen, på grund av viktförskjutning av manipulatorn, kan förändra sitt läge. Olika avstånd mellan rör och bärring ger också olika friktionskraft. En och samma bärring med konstant diameter kan därför användas endast vid ett fåtal rördimensioner. 502 775 A problem with the described support ring is to provide a sufficient one frictional force against the tube, so that the support ring with the manipulator can be supported and fixed to the pipe. The frictional force is directly proportional to the spring force, which is determined by the spring constant and the change in length in the springs. Large spring force, however, means that large forces must is used to close the support ring around the pipe. Less spring force gives less friction, which results in an unstable assembly where the bearing ring, due to weight shift of the manipulator, can change its position. Different distances between pipe and bearing ring also provides different frictional forces. One and the same bearing ring with constant diameter can therefore be used only in a few pipe dimensions.

Ytterligare ett problem med den beskrivna bärringen är att centrera den kon- centriskt med röret. De radiellt verkande fjädrarna strävar efter att ge bär- ringen en med röret koncentrisk placering men de centrerande krafterna är små och kan inte övervinna friktionskrafterna mellan röret och bärringen.Another problem with the described support ring is to center the con- centrally with the tube. The radially acting springs strive to provide the ring a concentric location with the tube but the centering forces are small and can not overcome the frictional forces between the tube and the support ring.

Bärringen måste därför justeras till en koncentrisk placering och i flertalet fall även fixeras med kilar mot röret då friktionskraften ej räcker till.The bearing ring must therefore be adjusted to a concentric location and in the majority cases are also fixed with wedges against the pipe when the frictional force is not sufficient.

En olägenhet med de mekaniska fjädrarna är att bärringen blir tung. För inspektion av en hel rörlängd måste bärringen förflyttas längs röret. Detta innebär ett upprepat antal arbetsoperationer innefattande lösgörande av bär- ringen, förflyttning till en ny inspektionsyta vid röret samt fixering och orientering av bärringen kring röret i den nya positionen. Hanteringen av bärring samt fjädrar och kilar vid dessa situationer utgör en komplicerad och tidskrävande procedur, som måste utföras på plats i ett område med ofta hög radioaktiv strålningsintensitet och därmed följande hög exponering för operatörer och utrustning.A disadvantage with the mechanical springs is that the support ring becomes heavy. For inspection of an entire pipe length, the support ring must be moved along the pipe. This involves a repeated number of work operations, including the release of ring, transfer to a new inspection surface at the pipe and fixing and orientation of the support ring around the tube in the new position. The management of bearing ring as well as springs and wedges in these situations constitute a complicated and time-consuming procedure, which must be performed on site in an area with often high radioactive radiation intensity and the consequent high exposure to operators and equipment.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma en förbättrad och förenklad fastsättningsanordning för en bärring av inledningsvis angivet slag, som möjliggör en snabb och enkel hantering av denna då den skall fixeras vid respektive lösgöras från det rör som skall inspekteras. 502 775 Vad som kännetecknar en anordning enligt uppfinningen framgår av bifogade patentkrav.DESCRIPTION OF THE INVENTION The object of the invention is to provide an improved and simplified fastening device for a support ring of initially indicated kind, which enables a quick and easy handling of this when it should fixed at or detached from the pipe to be inspected. 502 775 What characterizes a device according to the invention is clear from attached claims.

Fördelaktiga vidareutvecklingar av uppfinningen framgår av nedanstående beskrivning och patentkrav.Advantageous further developments of the invention appear from the following description and claims.

FIGURBESKRIVNIN G Uppfinningen skall förklaras närmare genom beskrivning av ett utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritning, där figl visar ett för inspektion utvalt rör, på vilket en bärring är monterad med en anordning enligt uppfinningen, fig2 visar ett tvärsnitt utefter den i fig 1 visade linjen II-II, och fig3 visar ett tvärsnitt utefter den i fig 2 visade linjen HI-IH.DESCRIPTION OF THE FIGURES G The invention will be explained in more detail by describing one embodiments with reference to the accompanying drawing, where Fig. 1 shows a pipe selected for inspection, on which a support ring is mounted with a device according to the invention, Fig. 2 shows a cross section along the line II-II shown in Fig. 1, and Fig. 3 shows a cross section along the line HI-IH shown in Fig. 2.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL Fig 1 visar ett för inspektion utvalt rör 1, exempelvis ett ångrör vid ett kärn- kraftverk, på vilken en bärring 2 är monterad. Röret 1 kan vara orienterat i godtycklig riktning. Bärringen 2 uppbär en cirkulär bana i form av en räls 3 med T-format tvärsnitt. Utmed banan kan en manipulator 4 löpa. Manipu- latorn uppbär en inspektionsutrustning 41, såsom exempelvis en video- kamera, en röntgenutrustning eller ultraljudssonder, för inspektion av röret med avseende på eventuella defekter.DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Fig. 1 shows a pipe 1 selected for inspection, for example a steam pipe at a core power plant, on which a support ring 2 is mounted. The tube 1 can be oriented in arbitrary direction. The support ring 2 carries a circular path in the form of a rail 3 with T-shaped cross section. Along the track, a manipulator 4 can run. Manipu- the operator carries an inspection equipment 41, such as, for example, a video camera, an X-ray equipment or ultrasound probes, for inspection of the tube with respect to any defects.

Fig 2 visar ett tvärsnitt av röret 1 med bärringen 2, som består av två halv- cirkelformade delar 21 och 22 sammansatta med gångjärn och låsanordning.Fig. 2 shows a cross section of the tube 1 with the support ring 2, which consists of two halves. circular parts 21 and 22 assembled with hinges and locking device.

I utrymmet mellan röret 1 och bärringen 2 är fyra långsträckta, med bärringen tangentiellt orienterade expansionsorgan 51, 52, 53, 54 anordnade, fördelade två vid vardera delen 21 respektive delen 22. Vart och ett av expansions- organen består av en ihålig, i ändarna sluten armerad gummislang. Via i figuren icke visade ventiler kan de fyllas och trycksättas med ett tryck- 502 775 medium som exempelvis gas eller hydraulvätska, varvid de expanderar.In the space between the tube 1 and the support ring 2, four are elongate, with the support ring tangentially oriented expansion means 51, 52, 53, 54 arranged, distributed two at each part 21 and part 22. Each of the expansion the means consist of a hollow, end-closed reinforced rubber hose. Via i figures not shown in the figure, they can be filled and pressurized with a 502 775 medium such as gas or hydraulic fluid, whereby they expand.

Expansionen fortgår till dess expansionsorganen står i kontakt med både rör och bärring. Härefter åstadkommer den ökade trycksättningen en tangentiellt utbredd radiell kraft, vilken fixerar bärringen 2 kring röret 1. Samtliga expansionsorgan är kopplade till samma tryckmedium. En förutsättning för den nämnda fixeringen är att avståndet mellan rör och bärring ej överskrider diametern hos den trycksatta armerade gummislangen.The expansion continues until the expansion means are in contact with both pipes and bearing ring. Thereafter, the increased pressurization produces a tangential widespread radial force, which fixes the support ring 2 around the tube 1. All expansion means are connected to the same pressure medium. A condition for the said fixation is that the distance between pipe and support ring does not exceed the diameter of the pressurized reinforced rubber hose.

Genom att expansionsorganen 51, 52, 53, 54 utgöres av i ändarna tillslutna slangar med i varje tvärsektion konstant och av tryck oberoende omkrets samt orienterade i en med bärringen tangentiell riktning erhålls vid trycksättning en självcentrerande effekt. Vid fyllning med tryckmedium strävar en sådan slang att inta en form mellan röret och bärringen som uppvisar ett kontant tvärsnitt utmed hela slangen. Är således bärringen asymmetriskt monterad kring röret då slangarna börjar fyllas kommer interna krafter att skapas inuti slangarna. Dessa krafter kommer att sträva efter att föra tryckmedium till den ände av slangen som har den minsta tvärsektionsytan. Sett från slangens utsida uppstår därför mellan bärringen och röret krafter, vilka eftersträvar att centrera bärringen kring röret. Dessa krafter står i direkt proportion till trycket i slangen och befinner sig i jämvikt först då centrering uppnåtts. Genom att slangarna anordnas utefter två huvudsakligen parallella plan och åstadkommer en centrerande kraft i vart och ett av dessa plan erhålls även en orientering av bärringen i en med röret axiell riktning.In that the expansion means 51, 52, 53, 54 are constituted by the ends closed hoses with in each cross section constant and pressure independent circumference and oriented in a direction tangential to the support ring are obtained at pressurization a self-centering effect. When filling with pressure medium such a hose strives to take a shape between the tube and the support ring as has a solid cross-section along the entire hose. Is thus the bearing ring asymmetrically mounted around the pipe when the hoses begin to fill will internal forces to be created inside the hoses. These forces will strive after bringing pressure medium to the end of the hose that has the smallest the cross-sectional area. Seen from the outside of the hose, this therefore occurs between the support ring and the tube forces, which strive to center the support ring around the tube. These forces are in direct proportion to the pressure in the hose and are in equilibrium only when centering is achieved. By arranging the hoses along two mainly parallel planes and provides a centering force in each and one of these planes also obtains an orientation of the support ring in one with the tube axial direction.

Bärringen kan förses med fästen (ej visade i figurerna), i vilka draglinor kan fästas, varvid bärringen kan förflyttas utmed röret med fjärrstyrning. Bär- ringen anbringas därvid kring röret samt fylles expansionsorganen, varvid bärringen låses och centreras kring röret. Manipulatorn med inspektions- utrustningen startas och inspektion utföres. Efter utförd delinspektion evakueras expansionsorganen varvid låsningen upphör. Via draglinan förflyttas bärringen längs röret till ny inspektionsyta, varefter expansions- organen trycksätts och bärringen låses och centreras på nytt. Inspektion av hel rörsektion kan på detta sätt skötas via fjärrstyrning av personal på strålningsskyddad plats. 502 775 Anordningen är också lämpad att fasthålla även annan utrustning t ex slip- utrustning eftersom högt tryck i expansionsorganen kan ge mycket stora spännkrafter mellan röret och bärringen. Expansionsorganen kan också med fördel tillämpas för att fixera och centrera inspektionsutrustning som föres inuti ett rör. Härvid placeras expansionsorganen utanpå en bärring med räls på insidan, avsedd att förflyttas inuti ett rör.The support ring can be provided with brackets (not shown in the figures), in which tow lines can attached, whereby the support ring can be moved along the tube with remote control. Berry the ring is then applied around the pipe and the expansion means are filled, whereby the support ring is locked and centered around the tube. The manipulator with inspection the equipment is started and inspection is performed. After partial inspection the expansion means are evacuated and the locking ceases. Via the tow line the support ring is moved along the pipe to a new inspection surface, after which the members are pressurized and the support ring is locked and re-centered. Inspection of whole pipe section can in this way be managed via remote control of personnel on radiation-protected place. 502 775 The device is also suitable for holding other equipment, e.g. equipment because high pressure in the expansion means can give very large clamping forces between the pipe and the support ring. The expansion means can also be included advantage is applied to fix and center inspection equipment that is carried inside a tube. In this case, the expansion means are placed on top of a support ring with rails on the inside, intended to be moved inside a tube.

Claims

CLAIMS Claim device for fixing a divisible support ring (2) to a pipe (1), which support ring carries a path (3), preferably a path for a manipulator (4) for an inspection equipment of a nuclear power plant, wherein the support ring (2) in the fixed position encloses the tube (1) and comprises hollow expansion means (51, 52, 53, 54) between the tube (1) and the support ring (2), characterized in that the expansion means comprise tangentially oriented, elongate, closed at the ends hoses of, for example, reinforced rubber, which in each cross section have a constant and pressure-independent circumference. Device according to claim 1, characterized in that the expansion means (51, 52, 53, 54) are arranged in at least two mutually substantially parallel planes. Method of attaching a divisible support ring (2) to a pipe (1), which support ring carries a path (3), preferably a path for a manipulator (4) for an inspection equipment to a nuclear power plant, the support ring being caused to enclose the pipe, k characterized in that elongate expansion means (51, 52, 53, 54) are arranged between the tube and the support ring in tangential direction in two parallel planes, which means having a constant and pressure-independent circumference are caused to expand by filling with a pressure medium and pressurized, whereby it is achieved, partly that the support ring is centered around the pipe and aligned coaxially with the pipe through a pressure equalization in the expansion means, partly that the support ring is fixed to the pipe by frictional forces.