SE517335C2 - Anordning och metod för att akustiskt detektera läckor i ett rör - Google Patents

Description

517 335 2 givare placeras på utsidan av ett trycksatt rör. Givarna mäter sedan ljudet i rörväggen som uppkommer på grund av sprickor i materialet. En av nackdelarna med metoden är dock att det krävs åtkomst till utsidan av röret för att applicera givarna. Dessutom krävs ett flertal givare för att det skall gå att lokalisera sprickan. 5 Om det är svårt att komma åt utsidan på röret samtidigt som ett flertal givare skall appliceras betyder det att varje mätning tar lång tid och därmed är dyr.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en anordning och en metod som kan upptäcka de minsta möjliga läckagen (sprickorna) i ett rör.

Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en anordning och en metod som är snabbt och tillförlitligt.

Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en anordning och en 15 metod som snabbt och tillförlitligt kan detektera läckage i och omkring infästningen av värmeväxlartuber i en tubplattan tillhörande en ånggenerator i en tryckvattenreaktor.

Ovanstående syften uppnås genom att anordningen och metoden får de 20 kännetecken som framgår av efterföljande patentkrav.

Enligt uppfinningen har anordningen två expanderpluggar som anordnas i ett rör. I utrymmet mellan pluggarna anordnas' en akustisk sensor. Utrymmet trycksätts därefter och sensorn mäter ljud som uppkommer pà grund av flödet genom en 25 läcka.

Uppfinningen skall i det följande beskrivas i anslutning till bifogade figurer: Fig. 1 visar en första utföringsform av uppfinningen med en mikrofon. 30 Fig. 2 visar en första utföringsform av uppfinningen med en givare.

Fig. 3 visar en andra utföringsform av uppfinningen i en värmeväxlartub.

Fig. 4 visar schematiskt metoden enligt uppfinningen. faaan Figur 1 visar ett rör (15) som skall undersökas för läckage. Med hjälp av två gastäta 35 expanderande pluggar (1,2) skapas ett utrymme (7) mellan pluggarna. Pluggarna (1,2) expanderas genom att trycksättas med tryckvätska, t.ex. hydraulvätska eller 517 335 3 n ø a o o on gas, som leds till båda pluggarna genom en tryckledning (4). Dessutom har minst en av pluggarna (1) en gastät genomföring för ytterliggare en tryckledning (3) för matning av gas eller vätska till utrymmet (7) mellan pluggarna. När utrymmet (7) trycksätts medför det att ett akustiskt ljud uppkommer i ett eventuellt läckage (16). 5 För att mäta ljudet som med en hög hastighet fortplantar sig i röret (15) och i utrymmet (7) anordnas en sensor (6), t.ex. i form av en mikrofon. Om sensorn (6) är en mikrofon är den anordnad att mäta ljud som fortplantar sig i det trycksättande medlet (gas eller vätska). Sensorn (6) kan även vara en akusto-elektrisk givare som i figur 2. Den akusto-elektrisk givaren (6) trycker mot insidan av röret (15) och mäter ) 10 ljud som fortplantar sig i röret.

Både figur 1 och 2 visar även att en av pluggarna (1) har en gastät genomföring för ) en signalkabel (5) från sensorn (6). Signalkabeln (5) leder signalerna från sensorn (6) till en dator (9) för bearbetning (fig.3). Datorn (9) analyserar och utvärderar 15 mätresultaten från sensorn (6) och skickar vidare resultatet till en presentationsanordning (10), tex. en skärm eller skrivare.

Resultatet av en mätning är i första hand om röret (15) läcker eller ej. Om det visar sig att röret läcker kan även ytterliggare information om läckaget presenteras. Övrig 20 information som kan presenteras om läckaget är en gradering av läckflödets storlek, om sprickan öppnar sig vid ett visst tryck samt om sprickan växer.

Figur 3 visar en andra utföringsfom av uppfinningen här anordnad i en tub (21) i en ) ' värmeväxlare (ånggenerator) i en tryckvattenreaktor. Värmeväxlare av den här typen 25 innefattar en mängd U-formade tuber (21) fästa i en tubplatta (20). Under drift leds ) hetvatten genom tuberna för att förånga vatten på den andra sidan tubplattan (inuti värmeväxlaren). lnfästningen av tuberna i tubplattan görs bla. genom valsning vilket gör att det finns risk att det uppstår en spänningskoncentration med risk för sprickbildning och läckage (22) som följd. 30 I denna utföringsform är de båda pluggarna (1 ,2) sammankopplade genom ett mellanliggande mellanstycke (8). Pluggarna (1,2) är anordnade i vardera ändan på mellanstycket (8) som innefattar ett uppslitsat rör. Mellanstycket behöver inte vara av denna typ, det kan även vara en centralt anordnad stång eller liknande. Fördelen 35 med ett uppslitsat rör med en ytterdiameter något mindre än tubens innerdiameter är »annu »ll-n 10 15 20 25 30 35 517 535 4 u n u ø o o o e ø | o n n u o; att anordningen blir lätt hanterlig samtidigt som den tillåter sensorn direktkontakt med insidan av tubväggen.

I figur 3 visas även hur uppfinningen är anordnad i tuben (21) inför en mätning.

Pluggarna (1,2) är placerade på var sida om det intressant området, i det här fallet området där tuben (21) är fäst i tubplattan (20). Utrymmet (7) mellan pluggarna (1,2) är cirka 100 mm långt och den akustiska sensorn (6) anordnas ovanför tubplattan (22), t.ex. 20-30 mm ovanför. Pluggarna (1,2) expanderas företrädesvis med hydraulvätska. Även gas kan användas med det ger mer brus som kan störa mätningarna dessutom har gas en större benägenhet att läcka än hydraulvätska.

Utrymmet (7) trycksätts däremot företrädesvis med en gas och som sensor (6) används en mikrofon eller en akusto-elektrisk givare.

Figur 4 visar de olika stegen (31 ,32,33,34,35) i en provning av ett rör. Det första steget (31) består i att bestämma provområde. Vilket rör eller del av en rör skall undersökas. När provområdet är definierat börjar nästa steg (32) i vilket anordningen anordnas i röret. Provområdet begränsas av de två expanderbara pluggarna som efter expansion skapar ett gastät utrymme mellan sig. Nästa steg (33) består i att trycksätta utrymmet. När utrymmet är trycksatt och trycket stabilt mäts och detektera eventuella ljud med sensorn. Sensorn kan även mäta under tryckhöjningen med då finns det en risk för störande brus. Under mätningen sänds mätresultatet till en dator som bearbetar och presenterar resultatet, läcker röret eller ej. Efter denna första mätning kan provet avslutas och anordningen tas bort fràn röret om man är nöjd med resultatet. Annars fortsätter provningen med nästa steg (34) i vilket trycket höjas i utrymmet och ännu en ljudmätning görs. Detta steg (34) görs sedan om med förutbestämda tryckökningssteg till dess att trycket nätt upp till rörets maximalt tillåtna tryck. Signalerna från den akustiska sensorn bearbetas tillsammans med kända data som t.ex. tryck och rördata. I nästa steg (35) presenteras resultatet av bearbetningen. Resultatet innefattar information om röret läcker eller ej samt kan innefatta övrig information som gradering av läckflödets storlek genom en eventuell spricka, om sprickan öppnar sig vid ett visst tryck eller om sprickan växer. Slutligen i det sista steget (36) sänks trycket i utrymmet och pluggar och sensorn monteras bort för att anordnas på något annat provområde.

Med en anordning och metod enligt uppfinningen kan man på några minuter och med stor säkerhet avgöra om infästningen mellan en värmeväxlartub och en 517 335 5 nu o . n n u ø v » o - e ~ av tubplatta läcker eller ej. Det går även att påskynda det hela ytterligare genom att montera flera anordningar på ett fäste så att ett flertal tuber kan undersökas samtidigt. l-»zn

Claims (15)

->|»; 10 15 20 25 30 35 517 335 6 PATENTKRAV

1. Anordning för att akustiskt detektera en läcka (16) i ett rör (15), k ä n n e t e c k n at a v två expanderbara gastäta pluggar (1 ,2), som anordnas i röret (15) och mellan sig definierar ett utrymme (7) som trycksätts genom att minst en av pluggarna (1) innefattar en genomföring för en tryckledning (3) för trycksättande gas eller vätska, en akustisk sensor (6), anordnad i utrymmet (7), en dator (9), som mottar en signal från den akustiska sensorn (6) och bearbetar den, samt en anordning (10) som presenterar den bearbetade signalen.

2. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n at a v att pluggarna (1,2) expanderas genom tryckvätska från en tryckledning (4) och åstadkommer därigenom ett gastät utrymme (7), samt att minst en av pluggarna (1) innefattar en gastät genomföring för en signalkabel (5) mellan datorn (9) och den akustiska sensorn (6).

3. Anordning enligt något av patentkraven 1-3, k ä n n e t e c k n at a v att pluggarna (1 ,2) är anordnade i vardera ändan på ett mellanstycke (8).

4. Anordning enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n at a v att mellanstycket (8) innefattar ett uppslitsat rör.

5. Anordning enligt något av patentkrav 1-4, k ä n n e t e c k n at a v att den akustiska sensorn (6) är en akusto-elektrisk givare som anordnas mot insidan av röret (15) i utrymmet (7) mellan de båda pluggarna (1,2).

6. Anordning enligt något av patentkraven 1-4, k ä n n e t e c k n at a v att den akustiska sensorn (6) år en mikrofon.

7. Anordning enligt något av patentkraven 1-6, k ä n n e t e c k n at a v att pluggarna (1 ,2) är hydrauliskt expanderbara.

8. Anordning enligt något av patentkraven 1-7, k ä n n e t e c k n at a v att röret (15) är en tub (21) anordnad i en tubplatta (20) i en värmeväxlare, i t.ex. ett kärnkraftverk. 517 335 7 a. u I o ø o o n o Q I I I 0 I 00

9. Anordning enligt patentkrav 10, k ä n n e t e c k n at a v att endast en plugg (2) är anordnad ovanför tubplattan (20) samt att sensorn (6) är anordnad ovanför tubplattan (20). 5

10. Metod för att akustiskt detektera läckage (16) i ett rör (15), företrädesvis i en tub i en värmeväxiare i ett kärnkraftverk, k ä n n e t e c k n at a v - att trycksätta ett definierat utrymme (7) i röret (15); - att en akustisk sensor (6) anordnad i utrymmet (7) mäter ljudet när utrymmet (7) är trycksatt; ) 10 - att den akustiska sensorn (7) sänder mätresultatet till en dator (9) för bearbetning; - att en anordning (10) presenterar det bearbetade ) mätresultatet. 15

11. Metod enligt patentkrav 10, k ä n n ete c k n a d a v - att utrymmet (7) definieras genom att två pluggar (1,2) anordnas i röret (15) och expanderas för att skapa ett gastätt utrymmet (7) dem emellan. 20

12. Metod enligt något av patentkraven 10-11, k ä n n e t e c k n a d a v - att den akustiska sensorn (6) är en mikrofon som mäter ljudet i utrymmet (7).

13. Metod enligt något av patentkraven 10-11, k ä n n e t e c k n a d a v 25 - att den akustiska sensorn (6) är en akusto-elektrisk givare som ligger an mot insidan av röret (15) i ) utrymmet (7).

14. Metod enligt något av patentkraven 10-13, k ä n n e t e c k n a d a v 30 - att utrymmet (7) trycksätts i flera steg; - I I - att en akustisk mätning utförs vid varje steg; H25' _ - att trycksättningen avslutas med för röret maximalt ~ »- »í tillåtet tryck; - att mätresultaten från de olika tryckstegen -;-»§ 35 bearbetas och presenteras. u u n ø n n u o o n ø u | nu 8

15. Metod enligt något av patentkraven 10-14, k ä n n e t e c k n a d a v - att resultatet som presenteras innefattar information om röret läcker eller ej, övrig information som kan presenteras är en gradering av läckflödets storlek 5 genom en eventuell spricka, om sprickan öppnar sig vid ett visst tryck samt om sprickan växer. naiv» »linu