OUTILLAGE POUR LA FABRICATION DE FISSURES CALIBREES. DOMAINE TECHNIQUE Le domaine de l'invention est celui de la fabrication de fissures calibrées dans des pièces, et notamment dans des vis de cloisonnement d'un réacteur nucléaire. ETAT DE LA TECHNIQUE La fabrication de fissures de dimensions calibrées dans des pièces données permet d'évaluer et de caractériser des appareils de détection de fissures dans des configurations maîtrisées. Les solutions existantes, telles que l'utilisation de machines de traction pour réaliser des fissures dans une éprouvette, ne sont pas satisfaisantes car elles ne permettent pas de réaliser des fissures de dimensions calibrées de manière rapide et en grande quantité et elles nécessitent un coût d'investissement important. EXPOSE DE L'INVENTION Dans ce contexte, l'invention vise à proposer un outillage pour la fabrication de fissures calibrées dans une pièce présentant un corps de pièce délimité par deux extrémités caractérisé en ce qu'il comporte : - un bâti comportant un moyen apte à recevoir et à maintenir en position une première extrémité ladite pièce; - un expanseur positionné entre le bâti et la deuxième extrémité de la pièce, l'expanseur comportant un premier orifice traversant apte au passage du corps de la pièce, ledit expanseur étant réalisé dans un matériau présentant un coefficient de dilatation supérieur au coefficient de dilatation du bâti et de la pièce de manière à ce que l'expanseur soit apte à exercer une contrainte au niveau de la deuxième extrémité de ladite pièce par dilatation lors d'une augmentation de la température. Grâce à l'outillage selon l'invention, il est possible de réaliser rapidement et de manière répétable des fissures calibrées dans un grand nombre de pièces. L'outillage selon l'invention est un outillage simple à mettre en oeuvre, compact et ne nécessitant pas l'utilisation de machines mécaniques représentant un important coût d'investissement. La mise sous contrainte de la pièce à fissurer est réalisée grâce à l'augmentation de la température de l'outillage et aux propriétés dilatométriques différentes entre les éléments de l'outillage et la pièce à fissurer. Enfin, la compacité de l'outillage permet de pouvoir réaliser simultanément des fissures dans plusieurs pièces en groupant plusieurs outillages dans un même moyen de mise température, tel qu'un autoclave. L'outillage selon l'invention est particulièrement adapté pour la fabrication de fissures calibrées dans des vis de cloisonnement d'un réacteur nucléaire. L'outillage pour la fabrication de fissures calibrées selon l'invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous prises indivi- duellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - l'expanseur comporte au moins un deuxième orifice communiquant avec le premier orifice traversant et débouchant à l'extérieur dudit expanseur, ledit deuxième orifice étant apte à l'introduction à l'intérieur de l'outillage d'un li- guide permettant d'initier des fissures sur le corps de la pièce ; - la surface supérieure dudit expanseur forme une surface d'appui apte à exercer une contrainte au niveau de la deuxième extrémité de ladite pièce par dilatation dudit expanseur lors d'une augmentation de la température ; - l'outillage comporte une bague d'appui formant une surface d'appui apte à exercer une contrainte au niveau de la deuxième extrémité de ladite pièce par dilatation dudit expanseur lors d'une augmentation de la température ; - ladite pièce est une vis de cloisonnement d'un réacteur nucléaire, ladite vis présentant un corps de vis avec au moins une partie filetée et une tête de vis ; le bâti comportant un moyen apte à recevoir par vissage ladite vis de cloisonnement ; l'expanseur étant positionné entre le bâti et la tête de la vis de cloisonnement ; - le moyen apte à recevoir par vissage ladite vis de cloisonnement est un orifice taraudé ; - le moyen apte à recevoir par vissage ladite vis de cloisonnement est formé par un insert fileté solidarisé dans un orifice dudit bâti ; - la vis de cloisonnement est en acier inoxydable et en ce que l'expanseur est en alliage d'aluminium. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication de fissures calibrées dans une vis de cloisonnement d'un réacteur nucléaire au moyen d'un outillage selon l'invention caractérisé en ce que le procédé comporte les étapes consistant a. - visser la vis de cloisonnement dans le bâti de l'outillage de manière à pré-contraindre le corps de la vis de cloisonnement ; - mettre sous des moyens de chauffage l'outillage de manière à augmenter la température de l'outillage et à mettre sous contrainte le corps de la vis de cloisonnement par dilatation différentielle de l'expanseur ; - immerger le corps de la vis de cloisonnement dans un bain bouillant adapté pour initier des fissures dans ladite vis de cloisonnement.TOOLING FOR THE MANUFACTURE OF CALIBRATED CRACKS. TECHNICAL FIELD The field of the invention is that of the manufacture of calibrated cracks in parts, and in particular in partitioning screws of a nuclear reactor. STATE OF THE ART The production of cracks of calibrated dimensions in given parts makes it possible to evaluate and characterize crack detection devices in controlled configurations. Existing solutions, such as the use of traction machines to make cracks in a test piece, are unsatisfactory because they do not make it possible to produce cracks of calibrated dimensions quickly and in large quantities and they require a cost of important investment. SUMMARY OF THE INVENTION In this context, the invention aims at providing a tool for the manufacture of calibrated cracks in a workpiece having a workpiece delimited by two ends, characterized in that it comprises: a frame comprising a means capable of receiving and holding a first end of said workpiece in position; an expander positioned between the frame and the second end of the part, the expander having a first through-hole adapted to the passage of the body of the part, said expander being made of a material having a coefficient of expansion greater than the coefficient of expansion of the frame and the piece so that the expander is able to exert a stress at the second end of said piece by expansion during an increase in temperature. Thanks to the tooling according to the invention, it is possible to quickly and repeatedly perform calibrated cracks in a large number of parts. The tooling according to the invention is a simple tool to implement, compact and does not require the use of mechanical machines representing a significant investment cost. The stressing of the part to be cracked is achieved by increasing the temperature of the tool and the different dilatometric properties between the elements of the tool and the part to be cracked. Finally, the compactness of the tool allows for simultaneous cracks in several parts by grouping several tools in the same temperature setting means, such as an autoclave. The tool according to the invention is particularly suitable for the manufacture of calibrated cracks in the partition screws of a nuclear reactor. The tool for manufacturing calibrated cracks according to the invention may also have one or more of the following characteristics taken individually or in any technically possible combination: the expander comprises at least one second orifice communicating with the first orifice through and opening out of said expander, said second orifice being adapted to the introduction within the tool of a li-guide for initiating cracks on the body of the part; - The upper surface of said expander forms a bearing surface adapted to exert a stress at the second end of said part by expansion of said expander during an increase in temperature; - The tool comprises a bearing ring forming a bearing surface adapted to exert a stress at the second end of said part by expansion of said expander during an increase in temperature; said piece is a partition screw of a nuclear reactor, said screw having a screw body with at least one threaded portion and a screw head; the frame comprising means adapted to receive by screwing said partitioning screw; the expander being positioned between the frame and the head of the partition screw; - The means adapted to receive by screwing said partitioning screw is a threaded orifice; - The means adapted to receive by screwing said partitioning screw is formed by a threaded insert secured in an orifice of said frame; the partitioning screw is made of stainless steel and the expander is made of aluminum alloy. The invention also relates to a method for manufacturing calibrated cracks in a partition screw of a nuclear reactor by means of a tool according to the invention, characterized in that the method comprises the steps of: - screw the partition screw into the tool frame so as to pre-force the body of the partition screw; putting under heating means the tooling so as to increase the temperature of the tool and to stress the body of the partition screw by differential expansion of the expander; immersing the body of the partitioning screw in a boiling bath adapted to initiate cracks in said partitioning screw.
Avantageusement, l'étape d'immersion est réalisée par immersion de l'outillage dans un bain bouillant adapté pour initier des fissures sur ladite vis de cloisonnement. Avantageusement, ladite vis de cloisonnement est en acier inoxydable et ledit bain bouillant est une solution riche en chlorure de magnésium BREVES DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence à la figure unique illustrant schématiquement une vue en coupe selon un plan de coupe longitudinal de l'outillage selon l'invention.Advantageously, the immersion step is performed by immersing the tool in a boiling bath adapted to initiate cracks on said partitioning screw. Advantageously, said partitioning screw is made of stainless steel and said boiling bath is a solution rich in magnesium chloride. DESCRIPTION OF THE FIGURES Other features and advantages of the invention will emerge more clearly from the description given below, as an indication and in no way limiting, with reference to the single figure schematically illustrating a sectional view along a longitudinal section plane of the tool according to the invention.
DESCRIPTION DETAILLEE D'AU MOINS UN MODE DE REALISATION La figure unique illustre une vue en coupe selon un plan de coupe longitudinal d'un exemple de réalisation de l'outillage selon l'invention. La figure illustre plus particulièrement un outillage pour la fabrication de fissures de dimensions calibrées dans une vis de cloisonnement 30 d'un réacteur nucléaire. Une telle vis 30 pré- sente, de façon classique, un corps 32 au moins partiellement fileté au niveau d'une première extrémité 33 et présentant au niveau de la deuxième extrémité du corps 32 une tête de vis 31. L'outillage 1 comporte : - un bâti 20 présentant un orifice taraudé 21 apte à recevoir et à maintenir en position la vis de cloisonnement 30 par vissage ; - un expanseur 10 en appui sur le bâti 20. L'expanseur 10 présente un orifice 12 traversant orienté selon l'axe longitu- dinal de l'expanseur 10. Selon le mode de réalisation illustré, l'orifice traversant 12 présente un diamètre qui varie le long de l'axe longitudinal de l'outillage 1. Au niveau d'une première zone référencée Z1, située en partie supérieure de l'expanseur 10, l'orifice 12 présente un premier diamètre D1 constant dont la dimension est adaptée pour permettre l'introduction et le passage du corps 32 de la vis 30 sans toutefois permettre le passage de la tête de vis 31. Au niveau d'une deuxième zone référencée Z2, située en partie inférieure de l'expanseur 10, l'orifice 12 présente un diamètre D2 constant dont les dimensions sont adaptées pour autoriser le positionnement de l'expanseur 10 sur le bâti 20 de l'outillage 1. Au niveau d'une troisième zone, dite zone intermédiaire et référencée ZI, située entre la zone Z1 et la zone Z2, l'orifice 12 présente un diamètre variable entre la dimension D1 au voisinage de la zone Z1 et la dimension D2 au voisinage de la zone Z2. Le bâti 20 est une pièce monobloc présentant : - une base 22 dont la surface supérieure 24 forme un appui pour recevoir la partie inférieure de l'expanseur 10 ; - une partie 23 faisant saillie par rapport à la base 22. La forme de la partie en saillie 23 est adaptée pour coopérer avec l'expanseur 10 de manière à ce que la partie inférieure de l'expanseur 10 repose sur la base 22. Selon le mode de réalisation illustré, la partie 23 faisant saillie est de forme cylindrique présentant un diamètre légèrement inférieur au diamètre D2 de l'orifice 12 de manière à permettre un assemblage avec un jeu de montage prédéfini. Un joint souple de montage 25 est monté sur la partie en saillie 23 du bâti 20 de manière à éviter tout bagotement entre l'expanseur 10 et le bâti 20. L'expanseur 10 comporte également des orifices 13 radiaux au niveau de la face latérale extérieure de l'expanseur 10 communiquant avec l'orifice traversant 12. Selon le mode de réalisation illustré, l'outillage 1 comporte une bague d'appui 40 positionnée sur la face supérieure de l'expanseur 10 de manière à former une face d'appui martyre facilement remplaçable lorsque celle-ci est détériorée. Toutefois, il est également possible de réaliser l'invention sans l'utilisation d'une telle bague d'appui 40. L'outillage 1 selon l'invention permet donc de réaliser des fissures de dimen- sions calibrées dans une pièce, telle que par exemple une vis de cloisonnement d'un réacteur nucléaire, en utilisant le principe de la corrosion sous contrainte.DETAILED DESCRIPTION OF AT LEAST ONE EMBODIMENT The single figure illustrates a sectional view along a longitudinal sectional plane of an exemplary embodiment of the tool according to the invention. The figure more particularly illustrates a tool for manufacturing cracks of calibrated dimensions in a partition screw 30 of a nuclear reactor. Such a screw 30 conventionally has a body 32 at least partially threaded at a first end 33 and having at the second end of the body 32 a screw head 31. The tool 1 comprises: - A frame 20 having a threaded orifice 21 adapted to receive and hold in position the partition screw 30 by screwing; an expander 10 resting on the frame 20. The expander 10 has a through orifice 12 oriented along the longitudinal axis of the expander 10. According to the illustrated embodiment, the through orifice 12 has a diameter which varies along the longitudinal axis of the tooling 1. At a first zone referenced Z1, located in the upper part of the expander 10, the orifice 12 has a first constant diameter D1 whose dimension is adapted to allow the insertion and passage of the body 32 of the screw 30 without allowing the passage of the screw head 31. At a second zone referenced Z2, located in the lower part of the expander 10, the orifice 12 has a constant diameter D2 whose dimensions are adapted to allow the positioning of the expander 10 on the frame 20 of the tool 1. At a third zone, said intermediate zone and referenced ZI, located between the zone Z1 and zone Z2, the orifi this has a variable diameter between the dimension D1 in the vicinity of the zone Z1 and the dimension D2 in the vicinity of the zone Z2. The frame 20 is a one-piece piece having: a base 22 whose upper surface 24 forms a support for receiving the lower part of the expander 10; - A portion 23 projecting from the base 22. The shape of the projecting portion 23 is adapted to cooperate with the expander 10 so that the lower portion of the expander 10 rests on the base 22. According to the illustrated embodiment, the projecting portion 23 is of cylindrical shape having a diameter slightly smaller than the diameter D2 of the orifice 12 so as to allow assembly with a predefined mounting set. A flexible mounting gasket 25 is mounted on the projecting portion 23 of the frame 20 so as to avoid any padding between the expander 10 and the frame 20. The expander 10 also has radial orifices 13 at the outer lateral face the expander 10 communicating with the through hole 12. According to the illustrated embodiment, the tool 1 comprises a bearing ring 40 positioned on the upper face of the expander 10 so as to form a bearing face Martyr easily replaceable when it is damaged. However, it is also possible to realize the invention without the use of such a support ring 40. The tool 1 according to the invention therefore makes it possible to produce cracks of calibrated dimensions in a workpiece, such as for example a partitioning screw of a nuclear reactor, using the principle of stress corrosion.
Pour la réalisation de fissures calibrées dans une vis de cloisonnement, il convient dans une première étape de monter la vis de cloisonnement 30 dans l'outillage 1. Pour cela l'extrémité filetée 33 du corps 32 est vissée dans l'orifice taraudé 21 du bâti 20 et vissée jusqu'au serrage de celle-ci de manière à pré-contraindre l'expanseur 10 entre le bâti 10 et la tête de vis 31. Dans une seconde étape, l'ensemble est immergé dans une solution agres- sive choisie en fonction de la nature de la pièce à fissurer. Dans l'exemple de réalisation décrit, la solution permet d'initier des fissures au sein de la vis de cloisonne- ment. Pour la réalisation d'une vis de cloisonnement en acier inoxydable la solution agressive est avantageusement une solution bouillante riche en Chlorure de Magnésium. Les orifices radiaux 13 permettent donc d'amener la solution bouillante au contact du corps 32 de la vis 30, de manière à initier les fissures sur le corps 32 de la vis 30.For the realization of calibrated cracks in a partitioning screw, it is necessary in a first step to mount the partitioning screw 30 in the tooling 1. For this the threaded end 33 of the body 32 is screwed into the threaded orifice 21 of the frame 20 and screwed until clamping thereof so as to pre-constrain the expander 10 between the frame 10 and the screw head 31. In a second step, the assembly is immersed in an aggressive solution selected depending on the nature of the part to be cracked. In the embodiment described, the solution makes it possible to initiate cracks in the partitioning screw. For the production of a stainless steel partition screw, the aggressive solution is advantageously a boiling solution rich in magnesium chloride. The radial orifices 13 thus make it possible to bring the boiling solution into contact with the body 32 of the screw 30, so as to initiate cracks on the body 32 of the screw 30.
L'outillage 1 immergé dans le milieu corrosif est ensuite monté en tempéra- ture, par exemple au moyen d'un autoclave (non représenté). L'augmentation de la température permet de contraindre davantage la vis par dilatation thermique de l'expanseur. En effet, l'expanseur 10 est réalisé dans un matériau qui présente un coefficient de dilatation supérieur au coefficient de dilatation du bâti 20 et de la vis 30. L'ensemble de l'outillage 1, et particulièrement les dimensions de l'expanseur 10 sont déterminés précisément au moyen d'un code de calcul par éléments finis afin de pouvoir appliquer les contraintes de tension recherchées dans les vis par dilatation thermique de l'expanseur 10.The tool 1 immersed in the corrosive medium is then mounted in temperature, for example by means of an autoclave (not shown). The increase in temperature makes it possible to further constrain the screw by thermal expansion of the expander. Indeed, the expander 10 is made of a material that has a coefficient of expansion greater than the coefficient of expansion of the frame 20 and the screw 30. The entire tool 1, and particularly the dimensions of the expander 10 are determined precisely by means of a finite element calculation code in order to be able to apply the tension stresses sought in the screws by thermal expansion of the expander 10.
A titre d'exemple, l'expanseur 10 peut être réalisé en alliage d'aluminium et le bâti 20 peut être réalisé en alliage contenant une grande quantité de Nickel et de Chrome ; tel que par exemple de l'Inconel 600®. Selon une variante de réalisation, l'orifice taraudé 21 du bâti 20 peut être remplacé par un insert taraudé monté en force dans un orifice.For example, the expander 10 may be made of aluminum alloy and the frame 20 may be made of alloy containing a large amount of nickel and chromium; as for example Inconel 600®. According to an alternative embodiment, the tapped hole 21 of the frame 20 can be replaced by a tapped insert mounted in force in an orifice.