DE2634158B2 - Test system carrier for remote-controlled ultrasonic testing of the outer, circumferential weld seam areas on cylindrical components, especially in nuclear reactor systems - Google Patents
Test system carrier for remote-controlled ultrasonic testing of the outer, circumferential weld seam areas on cylindrical components, especially in nuclear reactor systemsInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Prüfsystemträ- so ger zum fernbedienbaren Ultraschall-Prüfen der äußeren, umlaufenden Schweißnaht-Partien an ein unter Druck stehendes Medium führenden zylindrischen Bauteilen, insbesondere in Kernreaktoranlagen, mit einem auf den äußeren Umfang eines Rohrleitungsstükkes zentriert aufsetzbaren Ringrahmen, einer umlaufenden Führungsbahn des Ringrahmens, einem längs der Führungsbahn in Umfangsrichtung verfahrbaren Transportwagen und mit mindestens einer am Transportwagen gelagerten, mit diesem verfahrbaren sowie auf unterschiedliche Umlaufbahnen axial verstellbaren Ultraschall-Prüfkopfanordnung.The invention relates to a test system carrier ger for remote-controlled ultrasonic testing of the outer, circumferential weld seam areas at a lower Cylindrical components carrying pressure medium, especially in nuclear reactor systems a ring frame that can be placed centered on the outer circumference of a pipe section, a circumferential one Guide track of the ring frame, a transport carriage that can be moved along the guide track in the circumferential direction and with at least one mounted on the trolley, movable with it and on different orbits axially adjustable ultrasonic probe arrangement.
Ein solcher Prüfsystemträger ist durch die US-PS 21 440 bekannt. Mit diesem bekannten Prüfsystemträger ist es zwar möglich, auf einer Kreisbahn liegende Μ Schweißnähte und die benachbarten Partien mittels Ultraschall-Durchstrahlung zu prüfen. Hat jedoch die zu Driifende Partie einen Verlauf, der abhängig vom Umfangswinkel und abhängig von der axialen Stellung des Prüfkopfes sich ändert, so ist mit dem bekannten Prüfsystemträger eine Prüfung nicht möglich. Dieses Problem tritt bei Stutzennähten, Rohranschlußnähten und Stutzenkanten von Reaktordruckbehältern im besonderen und Druckbehältern im allgemeinen auf. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Prüfsystemträger der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem es auf zuverlässige, reproduzierbare Weise möglich ist, bei einer Außenprüfung Prüfbahnen abzufahren, deren Koordinaten sich abhängig von der Umfangsstellung des Prüfkopfes und abhängig von einer Axialverschiebung ändern, d. h, die einer relativ komplizierten Raumkurve entsprechen.Such a test system carrier is known from US Pat. No. 2,1,440. With this known test system support, it is possible to consider lying on a circular path Μ welds and the adjacent parts using ultrasonic irradiation. However, if the part to be drifted has a course that changes depending on the circumferential angle and the axial position of the test head, testing is not possible with the known test system carrier. This problem occurs with nozzle seams, pipe connection seams and nozzle edges of reactor pressure vessels in particular and pressure vessels in general. The invention is based on the object of creating a test system carrier of the type mentioned above, with which it is possible in a reliable, reproducible manner to run test tracks during an external test, the coordinates of which change depending on the circumferential position of the test head and depending on an axial displacement, i.e. . h, which correspond to a relatively complicated space curve.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt erfindungsgemäß bei einem Prüfsystemträger der eingangs genannten Art dadurch, daß zum Ultraschall-Prüfen von Stutzennähten, Rohranschlußnähten und Stutzenkanten bei Druckbehältern, insbesondere bei Reaktordruckbehältern, an einem axial verstellbaren Schlitten des Transportwagens mindestens ein an sich bekannter Schlepphebel gelagert ist, mit einer Schwenkachse, einem den Prüfkopf bzw. die Prüfköpfe tragenden Hebelarm und einem mit einem Schwenkantrieb gekoppelten Hebelarm und daß als Schwenkantrieb ein pneumatisches Kolben-Zylinder-System dient, das einerseits am Schlitten, andererseits am Schlepphebel angelenkt ist Schlepphebel zur Prüfung von Stutzenkonturen mittels Ultraschall sind wie erwähnt, an sich bereits bekannt (DE-GM 73 26 627), hierbei allerdings zum Abfahren von Stutzennähten, Rohranschlußnähten und Stutzenkanten von ihrem Innenumfang her.The object set is achieved according to the invention in a test system carrier of the type mentioned in that for ultrasonic testing of Nozzle seams, pipe connection seams and nozzle edges in pressure vessels, especially in reactor pressure vessels, at least one known per se on an axially adjustable slide of the trolley Rocker arm is mounted, with a swivel axis, one carrying the test head or the test heads Lever arm and a lever arm coupled to a swivel drive and that as a swivel drive The pneumatic piston-cylinder system is used, on the one hand on the slide and on the other hand on the rocker arm is articulated rocker arms for testing nozzle contours using ultrasound are, as mentioned, per se already known (DE-GM 73 26 627), but in this case for the removal of nozzle seams, pipe connection seams and nozzle edges from their inner circumference.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß nunmehr auch einer komplizierten Raumkurve folgende Außenumfang-Stutzenkonturen in definierter und reproduzierter Weise abfahrbar sind. Ein besonderer Vorteil liegt in der Kombination des schnellmontierbaren Ringrahmens, des an diesem Ringrahmen in Umfangsrichtung verfahrbaren Transportwagens und des an dem Transportwagen axial verstellbaren Schlittens, der den Schiepphebel trägt, mit dem pneumatischen Kolben-Zylinder-System, das einerseits am Schlitten, andererseits am Schlepphebel angelenkt ist. Ein solches pneumatisches System ist besonders gut in der Lage, elastisch den Konturabweichungen unter präziser Anlage des Prüfkopfes nachzugeben.The advantages that can be achieved with the invention are primarily to be seen in the fact that now also one Complicated space curve following outer circumference connector contours in a defined and reproduced manner can be driven off. A particular advantage lies in the combination of the quick-fit ring frame, of the trolley that can be moved in the circumferential direction on this ring frame and of the Transport trolley with axially adjustable slide, which carries the rocker arm, with the pneumatic piston-cylinder system, which is hinged on the one hand to the slide and on the other hand to the rocker arm. Such a pneumatic one The system is particularly capable of flexibly coping with the contour deviations with precise application of the test head to give in.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sitzt der Schlitten mit einem als Wandermutter ausgebildeten Teil auf einer Spindel, wobei die Spindel am Transportwagen drehbar gelagert und mit einem Spindelantrieb gekoppelt ist und wobei der Schlitten gegen Verdrehen gesichert ist. Der Schlepphebel läßt sich auf diese Weise besonders einfach mittels Fernbedienung axial verlagern. Bevorzugt ist bzw. sind der Prüfkopf bzw. die Prüfköpfe in an sich bekannter Weise kardanisch am Schlepphebel gelagert, um so für eine gleichförmig gute Anlage des Prüfkopfes an seiner Prüfbahnkontur zu sorgen.According to a further development of the invention, the slide sits with one designed as a traveling nut Part on a spindle, the spindle rotatably mounted on the trolley and with a Spindle drive is coupled and wherein the slide is secured against rotation. The rocker arm lets In this way, they can be shifted axially particularly easily by means of remote control. Is or are preferred the test head or the test heads mounted in a known manner on the rocker arm so as to be gimbaled for to ensure a consistently good contact between the test head and its test track contour.
Im folgenden wird anhand der zwei Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung die Erfindung noch näher erläutert. Dabei zeigtIn the following, the invention will be explained with reference to the drawing showing two exemplary embodiments explained in more detail. It shows
F i g. 1 in einer Seitenansicht, schematisch, den Prüfsystemträger mit seinem Prüfkopf zur Anlage gebracht an der Außenwand eines Reaktordruckbehälters in zwei verschiedenen Prüfstellungen, wobei die erste mit ausgezogenen und die zweite mit gestrichelten Linien dargestellt ist;F i g. 1 in a side view, schematically, the test system carrier with its test head to the system brought to the outer wall of a reactor pressure vessel in two different test positions, the the first is shown in solid lines and the second is shown in dashed lines;
F i g. 2 die Ansicht A aus F i g. 2, d. h. einen Prüfkopf mit seiner kardanischen Aufhängung am Schlepphebel;F i g. 2 the view A from FIG. 2, d. H. a test head with its cardanic suspension on the rocker arm;
F i g. 3 die Ansicht B aus F i g. 1, d. h. eine Darstellung der zur Verdrehungssicherung des Wandermutterteils des Schlittens dienenden Führungsstangei ;F i g. 3 the view B from FIG. 1, d. H. a representation of the anti-twist protection of the traveling nut part guide bar serving the slide;
Fig.4 ein zweites Ausführungsbeispiel mit einem zweiarmigen Schlepphebel in schematischer Darstellung und Seiten vertauscht zur Darstellung nach F i g. 1.4 shows a second embodiment with a two-armed rocker arm in a schematic representation and sides interchanged for the representation according to FIG. 1.
Der als Ganzes mit 1 bezeichnete Prüfsystemträger (vgl. Fig. 1) dient zum Ultraschall-Prüfen der äußeren Partien von Stutzennähten 2, Rohranschlußnähten 3 und Stutzenkanten 4 eines Druckgefäßes 5. das nur im Ausschnitt dargestellt ist Insbesondere handelt es sich um einen Reaktordnjckbehälter, und an diesen ist die Hauptkühlmüttelleitung 3a angeschlossen über den Stutzen 2a und die schon genannten Schweißnähte. Die Schweißnähte 3, 4, 5 müssen nicht nur von innen, sondern auch von außen einer Wiederholungsprüfung in regelmäßigen Abständen unterzogen werden, vorzugsweise dann, wenn die Reaktoranlage we^en Brennelementwechsel ohnehin stillgesetzt ist, und vor der Inbetriebsetzung.The test system carrier designated as a whole with 1 (cf. the main cooling line 3a is connected to this via the nozzle 2a and the weld seams already mentioned. The welds 3, 4, 5 must be subjected to a repeat test not only from the inside but also from the outside at regular intervals, preferably when the reactor system is shut down after changing the fuel element, and before it is started up.
Der Prüfsystemträger 1 besteht aus einem auf den äußeren Umfang der Rohrleitung 3a zentriert aufsetzbaren Ringrahmen 6, an dem in regelmäßigen Abständen über den Umfang verteilt radial verlaufende Abdrückschrauben 7 mit Handrad 7a und Fuß Tb gelagert sind. Durch die Abdrückschrauben 7 läßt sich der Ringrahmen 6 genau zentrisch zur Rohrleitung 3a befestigen. Mit dem Ringrahmen 6 ist eine umlaufende Führungsbahn 8, die als Rundzahnstange ausgeführt ist, verbunden, und auf dieser Führungsbahn 8 kann der als Ganzes mit 9 bezeichnete Transportwagen sich mit seinem Antriebsritzel 10 in Umfangsrichtung bewegen. Zur Lagerung des Transportwagens am Ringrahmen 6 sind Führungsrollen 11 vorgesehen, die in einer entsprechenden Ringnut 6a des Ringrahmens 6 geführt sind. Die untere Rolle U ist auf ihrer Drehachse 11a mittels Exzenterlagerung ausschwenkbar, so daß der gesamte Transportwagen 9 leicht in die Ringnuten 6a einsetzbar bzw. aus diesen herausnehmbar ist. Insbesondere ist mindestens je ein Paar oberer und unterer Führungsrollen 11 vorgesehen. Der Antrieb des Ritzels 10 erfolgt über einen nicht näher dargestellten Antriebsmotor 12. Die Ultraschall-Prüfkopfanordnung 13 kann mithin mit dem Transportwagen 9 in Umfangsrichtung verfahren werden, und zwar durch eine nicht näher dargestellte Fernsteuerung. Sie kann aber auch axiai auf verschiedene Prüfbahnen verstellt werden ebenso, wie auch der Schlepphebel 14 im Gelenk 14a schwenkbar gelagert ist. Hierzu ist an dem axial verstellbaren Schlitten 15 des Transportwagens 9 der Schlepphebel, wie erwähnt, bei 14a angelenkt, wobei dem Ultraschall-Prüfkopf 16 der längere Hebelarm /1 zugeordnet ist und dem Gelenkpunkt 17, an dem der Schwenkantrieb 18 angelenkt ist, der kürzere Hebelarm h. Es handelt sich hierbei also um ein einarmiges Schlepphebelsystem. Der Schwenkantrieb 18 besteht aus einem an sich bekannten pneumatischen Kolben-Zylinder-System, das einerseits am Schlitten 15 bei 19, andererseits am Schlepphebel, wie erwähnt, bei 17 angelenkt ist. Der Schlitten 15 sitzt mit einem als Wandermutter 15a ausgebildeten Teil auf einer Spindel 20, die am Transportwagen 9 drehbar gelagert ist und mit einem Spindelantrieb 21 gekoppelt ist. Der letztere besteht aus einem Elektromotor mit nicht näher dargestelltem Getriebe. Die Verdrehungssicherung der Wandermutter 15a erfolgt über zwei axiale Führungsstangen 156 (vgl. F i g. 3), welche ebenso wie die Spindel 20 an einem Ende an der Endplatine 22 und am anderen Ende an dem Motor- und Getriebegehäuse 23 gelagert sind. 24 ist eine Versteifungsschiene, welche das Motor- und Getriebegehäuse 23 mit der Endplatine 22 verbindet Die elektrischen Leitungen zu den MotorenThe test system carrier 1 consists of an annular frame 6 that can be placed centered on the outer circumference of the pipeline 3a and on which radial jacking screws 7 with handwheel 7a and foot Tb are mounted at regular intervals over the circumference. By means of the jacking screws 7, the ring frame 6 can be fastened exactly centrally to the pipeline 3a. A circumferential guide track 8, which is designed as a round rack, is connected to the ring frame 6, and on this guide track 8 the transport carriage designated as a whole with 9 can move with its drive pinion 10 in the circumferential direction. To mount the transport carriage on the ring frame 6, guide rollers 11 are provided, which are guided in a corresponding ring groove 6a of the ring frame 6. The lower roller U can be swiveled out on its axis of rotation 11a by means of an eccentric bearing so that the entire transport carriage 9 can easily be inserted into or removed from the annular grooves 6a. In particular, at least one pair each of upper and lower guide rollers 11 is provided. The pinion 10 is driven by a drive motor 12 (not shown in detail). The ultrasonic test head arrangement 13 can therefore be moved in the circumferential direction with the transport carriage 9, specifically by a remote control (not shown in detail). However, it can also be adjusted axiai to different test tracks, just as the rocker arm 14 is pivotably mounted in the joint 14a. For this purpose, the rocker arm is articulated at 14a on the axially adjustable slide 15 of the trolley 9, as mentioned, with the longer lever arm / 1 being assigned to the ultrasonic test head 16 and the shorter lever arm being assigned to the pivot point 17 to which the swivel drive 18 is articulated H. So it is a one-armed rocker arm system. The pivot drive 18 consists of a pneumatic piston-cylinder system known per se, which is articulated on the one hand on the slide 15 at 19 and on the other hand on the rocker arm, as mentioned, at 17. The carriage 15 sits with a part designed as a traveling nut 15a on a spindle 20 which is rotatably mounted on the transport carriage 9 and is coupled to a spindle drive 21. The latter consists of an electric motor with a gear (not shown in detail). The anti-twist protection of the traveling nut 15a takes place via two axial guide rods 156 (see FIG. 3) which, like the spindle 20, are mounted at one end on the end plate 22 and at the other end on the motor and gear housing 23. 24 is a stiffening rail which connects the motor and gear housing 23 with the end plate 22 The electrical lines to the motors
ίο 21 und 12 ebenso wie auch die pneumatischen Leitungen zu dem Antrieb 18 und die Meßleitungen zu dem Prüfkopf 16 sind der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt Letzterer ist in einer Stellung I (ausgezogene Linien) und in einer Stellung II (gestrichelt) dargestellt Er ist vgl. F i g. 2, am Schlepphebel 13 in an sich bekannter Weise kardanisch aufgehängt wobei eine Gabel 16a mit dem Rahmen 166 eine erste Schwenkachse 16.1 definiert und der Rahmen 16b mit dem Prüfkopf 16 mittels nicht dargestellter Lagerzapfen die zweite Schwenkachse 16.2 definiert Die kardanische Aufhängung sitzt an einem Schwinghebel 16c(Fig. X), letzterer ist federbelastet (die Federn sind nicht ersichtlich) schwenkbar im Bereich der Schwenkachse 16c/ am eigentlichen Schlepphebel 14 gelagert. Weiterhin ist am Schlepphebel 14 noch ein Tasthebel 24 befestigt, der im Zusammenwirken mit dem pneumatischen Anirieb 18 für die richtige Stellung des Schlepphebels 14 innerhalb seines Schwenklagers 14a sorgt, so daß der Prüfkopf 16 innerhalb seiner kardanischen Aufhängung einwandfrei auf der Prüfbahn anliegen kann.ίο 21 and 12 as well as the pneumatic lines to the drive 18 and the measuring lines to the test head 16 are not shown for the sake of clarity. The latter is shown in a position I (solid lines) and in a position II (dashed). F i g. 2, gimbaled to the rocker arm 13 in a known manner, with a fork 16a defining a first pivot axis 16.1 with the frame 166 and the frame 16b with the test head 16 defining the second pivot axis 16.2 by means of bearing journals (not shown) The cardanic suspension sits on a rocking lever 16c (Fig. X), the latter is spring-loaded (the springs are not visible) pivotably mounted in the area of the pivot axis 16c / on the actual rocker arm 14. Furthermore, a feeler lever 24 is attached to the rocker arm 14, which, in cooperation with the pneumatic drive 18, ensures the correct position of the rocker arm 14 within its pivot bearing 14a, so that the test head 16 can rest perfectly on the test track within its cardanic suspension.
In der Stellung I fährt der Schlepphebel 14 eine Prüfbahn auf relativ großem Durchmesser liegend ab; in der Stellung II ist der Schlitten 15 mittels der Spindel 20 und der Wandermutter 15a soweit axial verstellt, daß der Schlepphebel 14 nunmehr eine Prüfbahn auf wesentlich kleinerem Durchmesser abfahren kann. Er hat im Vergleich zur Stellung I eine Schwenkwinkeländerung von Δοί ausgeführt. Es ist ersichtlich, daß durch eine Verstellung der Spindel 20 jede beliebige Axialstellung des Schlepphebels 14 innerhalb des Prüfbereiches 2, 3, 4 einstellbar ist und daß innerhalb der jeweiligen Axialstellung und Winkelstellung des Schlepphebels mit dem Transportwagen die Umfangsbahnen bzw. Prüfbahnen abfahrbar sind. Diese entsprechen räumlichen Kurven, die abhängig von der Umfangswinkelstellung eine jeweils andere Form aufweisen, und dieser geänderten Form kann der Schlepphebel mit seinem pneumatischen Antrieb 18 elastisch ausweichen, so daß immer eine genaue Anlage des Prüfkopfes 16 gewährleistet ist.In the position I, the rocker arm 14 moves along a test track lying on a relatively large diameter; in position II, the slide 15 is axially adjusted by means of the spindle 20 and the traveling nut 15a to such an extent that the rocker arm 14 can now travel over a test path on a much smaller diameter. Compared to position I, it changed the swivel angle by Δοί . It can be seen that any axial position of the rocker arm 14 within the test area 2, 3, 4 can be adjusted by adjusting the spindle 20 and that the circumferential tracks or test tracks can be traveled within the respective axial position and angular position of the rocker arm with the transport carriage. These correspond to spatial curves that have a different shape depending on the circumferential angular position, and the rocker arm with its pneumatic drive 18 can elastically evade this changed shape, so that an exact contact of the test head 16 is always guaranteed.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig.4 ist der Schlepphebel 14 ein zweiarmiger Hebel mit den beiden Hebelarmen /'und /"und dem Schwenkpunkt 14a'. Der pneumatische Antrieb 18 ist hier nur durch eine strichpunktierte Linie angedeutet; die zweiarmige Ausführung hat den Vorteil des größeren Schwenkwinkelbereiches. Es sind hier drei verschiedene Axial- und Schwenkwinkelstellungen I, II und III dargestellt, um zuIn the embodiment of Figure 4, the rocker arm 14 is a two-armed lever with the two Lever arms / 'and / "and the pivot point 14a'. The pneumatic drive 18 is here only through a dash-dotted line indicated; the two-armed version has the advantage of a larger swivel angle range. There are three different axial and swivel angle positions I, II and III shown in order to
bo verdeutlichen, wie der Schlepphebel 14 mit seinem Prüfkopf 16 der Stutzen- und Druckbehälterkontur zu folgen vermag. Die Pfeile a, b und c symbolisieren hier die Umfangs-, die Axial- und die Schwenkwinkelverstellung. bo show how the rocker arm 14 with its test head 16 is able to follow the nozzle and pressure vessel contour. The arrows a, b and c here symbolize the circumferential, axial and swivel angle adjustment.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OAM | Search report available | ||
| OAP | Request for examination filed | ||
| OC | Search report available | ||
| OD | Request for examination | ||
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) |