DE3634164C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Unter­ suchen der Umfangsflächen von Rohrelementen, die in achsparalleler Lage zueinander angeordnet sind.

In einem Kern/Wärmekraftwerk oder einer chemischen Anlage sind zahlreiche Stellen vorhanden, an denen jeweils zahlreiche Rohrelemente mit kleinen gegen­ seitigen Abständen achsparallel zueinander angeordnet sind. Beispielsweise sind gemäß Fig. 6 im oberen Ab­ schnitt einer Abschluß-Kappe 01 eines Druckwasser­ reaktors zahlreiche Anschlußstutzen 02 für die je­ weilige Anbringung von Regelstab-Antriebseinheiten vorgesehen, wobei an die oberen Abschnitte dieser Anschlußstutzen 02 jeweils Regelstab-Antriebsein­ heiten 03 (von denen nur eine dargestellt ist) ange­ schweißt sind, derart, daß letztere Einheiten in achsparalleler Beziehung zueinander dicht nebenein­ ander angeordnet sind. Bei 04 ist dabei ein Antriebs­ wellen-Hüllrohr angedeutet.

Bei einer solchen Konstruktion müssen selbstver­ ständlich die Schweißverbindungen der Anschlußstutzen 02 und der Regelstab-Antriebseinheiten 03 regelmäßig geprüft oder untersucht werden. Da jedoch die Regel­ stab-Antriebseinheiten 03 in kleinen gegenseitigen Abständen angeordnet sind, ist es unmöglich, einen Ultraschall-Fehlerdetektor o.dgl. an vorbestimmten Stellen anzusetzen. Bisher wurden daher diese Schweiß­ verbindungen oder -abschnitte z.B. mittels Sicht­ prüfung unter Verwendung eines Spiegels oder durch Unterdrucksetzen des Inneren jedes Rohrs und Prüfung auf Undichtigkeit untersucht.

Da jedoch die Prüfstelle aufgrund der räumlichen Enge schlecht zugänglich ist, sind die beiden erwähnten Prüfverfahren jeweils mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden. In diesem Zusammenhang kann gesagt werden, daß eine zuverlässige und sichere Untersuchung kaum durchführ­ bar ist. Ungünstig ist dabei weiterhin, daß die Zahl der Personaleinsatzstunden beschränkt ist, weil die Arbeit in einer radioaktiven Atmosphäre durchgeführt werden muß.

Aus der DE-PS 31 02 992 ist eine zylindrische Führungs­ schiene für einen Ultraschall-Rißdetektor zur Untersuchung von zylindrischen Rohren bekannt. Diese Führungsschiene besteht dort aus zwei halbringförmigen Schienenelementen, die über ein Gelenk verbunden sind. Zur Befestigung an dem zu untersuchenden Rohr werden die beiden halbring­ förmigen Schienen um das Rohr herumgelegt, mit einer Schließ­ klinke verbunden und dann mit zusätzlichen Klemmbacken auf dem Rohr festgespannt. Wenn diese Führungsschiene be­ festigt ist, bildet sie eine umlaufende Bahn, in welcher eine Antriebseinheit für einen Suchkopf um den Rohrumfang herum bewegt werden kann. Die Aufspannung der zweiteiligen Führungsschiene erfordert aber verhältnismäßig viele Ele­ mente, die alle zusätzlich Platz benötigen. Insbesondere ist aber das Aufspannen dieser bekannten Führungsschiene nur bei einem frei zugänglichen Rohr möglich, zur Inspek­ tion von Rohrelementen, die im Vielfach mit engen Abständen zueinander angeordnet sind, ist diese bekannte Vorrichtung nicht zu verwenden.

Die DE-OS 30 21 482 beschreibt eine Vorrichtung zum Messen des Schälwiderstandes der aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere Polyäthylen, bestehenden Ummantelung von Stahl­ rohren. Dabei wird eine von einem regelbaren Motor ange­ triebene Wickeltrommel auf Laufrollen über die Rohrober­ fläche bewegt, um das von der Rohroberfläche abgeschälte Band aufzunehmen, wobei gleichzeitig über zusätzliche Meß­ geräte die zum Abschälen aufgewendete Kraft festgestellt wird. Die dortige Vorrichtung hat mit dem Anmeldungsgegen­ stand nur insoweit etwas zu tun, als auch dort eine Meß­ vorrichtung über einen Rohrumfang bewegt wird. Allerdings hält sich dort die Vorrichtung zur Messung des Schälwider­ standes während ihrer Bewegung über die Rohroberfläche durch das abgeschälte Band fest, so daß eine Ubertragung der dortigen Vorrichtung auf andere Meßvorrichtungen, bei denen ein abzuschälendes Band nicht vorhanden ist, aus­ scheidet. Wenn es wie beim Anmeldungsgegenstand darum geht, nur die Oberflächenbeschaffenheit eines Rohres beispiels­ weise auf Rißbildung zu untersuchen, ohne von dieser Ober­ fläche etwas abzuschälen, müssen andere Vorkehrungen ge­ troffen werden, um die Meßvorrichtung mit dem zu messenden Rohr zu verbinden.

Die Deutschen Offenlegungsschriften 29 44 476 und 30 10 630 beschreiben jeweils eine Prüfanlage für Rohre und Stangen­ material, wobei auf Risse in der Innen- und Außenmantel­ fläche untersucht wird. Die dort beschriebene Anlage be­ sitzt eine Prüfstrecke zur waagerechten Auflage des zu prüfenden Rohres, wobei dieses Rohr über einen Rotations­ rollgang während des Prüfvorgangs in Drehung versetzt wird. Dabei werden dann eine Innenprüfeinheit und eine Außen­ prüfeinheit in Axialrichtung des Rohres verfahren, um die erwähnte Prüfung auf Risse durchzuführen. Wie erwähnt, ist die bekannte Anlage darauf abgestellt, daß das zu prü­ fende Rohr frei handhabbar ist und nach dem Einlegen in die Prüfstrecke selbst gedreht werden kann. Somit ist eine Anwendung dieser bekannten Vorrichtung auf feststehende Rohre nicht möglich. Insbesondere ergibt sich aus den bei­ den genannten Druckschriften keine Anregung, wie eine Viel­ zahl von feststehenden, im engen Abstand zueinander ange­ ordneten Rohren auf Risse überprüft werden könnte.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer Vor­ richtung zum Prüfen der Umfangsflächen von in achsparalleler Lage zueinander feststehend angeordneten Rohrelementen, mit welcher die Prüfung zuverlässig mittels ferngesteuerter Messung durchführbar ist, wobei keine Notwendigkeit für einen Zutritt von Bedienungspersonal besteht, somit auch eine Strahlungsbelastung von Menschen vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei der eingangs ge­ nannten Vorrichtung gelöst durch eine zwischen benach­ barten Rohrelementen einführbare Schiene, einen auf der Schiene in deren Längsrichtung verfahrbaren Wagen, einen kippbar am Wagen gelagerten Tragrahmen, einen am Trag­ rahmen verdrehbar gelagerten und seitlich offenen, halb­ ringförmigen Träger, welcher beim Prüfvorgang um die Um­ fangsfläche des zu prüfenden Rohrelementes herum bewegbar ist, und durch ein in einer vorbestimmten Stellung am halbringförmigen Träger angeordnetes Meßelement.

Die Vorrichtung mit der vorstehend umrissenen Ausgestaltung arbeitet in der Weise, daß beim Hindurchführen zwischen den Rohrelementen der Tragrahmen zur Vermeidung einer Be­ hinderung durch die Rohrelemente gekippt und bei der Prü­ fung oder Untersuchung angehoben wird, um den halbring­ förmigen Träger um ein Rohrelement herum anzuordnen, worauf der halbringförmige Träger zur Untersuchung der Umfangs­ fläche des Rohrelements mittels des Meßelements verdreht wird.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:.

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer er­ findungsgemäßen Vorrichtung zum Untersuchen der Umfangsflächen von achsparallel zuein­ ander angeordneten Rohrelementen,

Fig. 2 eine teilweise im Schnitt gehaltene Auf­ sicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittansicht der Vorrichtung nach Fig. 1, von der Vorderseite her gesehen,

Fig. 4 und 5 Schnitt-Seitenansichten der Vorrich­ tung nach Fig. 1 zur Veranschaulichung ver­ schiedener Betriebszustände und

Fig. 6 eine teilweise weggebrochene perspektivische Darstellung eines Abschluß-Kappenabschnitts eines Druckwasserreaktors.

Fig. 6 ist eingangs bereits erläutert worden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt im wesent­ lichen eine Schiene 1, die sich zwischen und längs mit kleinen gegenseitigen Abständen achsparallel zueinander angeordneten Rohren erstreckend ange­ ordnet werden kann, einen auf der Schiene 1 längs dieser verfahrbaren Wagen 2, einem am Wagen 2 vorge­ sehenen Greifermechanismus zum Erfassen eines zu untersuchenden Rohrs zwecks Festlegung des Wagens 2 relativ zu diesem Rohr, einen hochfahrbar und kipp­ bar am Wagen 2 angeordneten Tragrahmen 3, einen ver­ drehbar vom Tragrahmen 3 getragenen, halbringförmigen Träger 4 sowie Meßelemente, z.B. einen Ultraschall- Fehlerdetektor 5 und eine Faseroptik (fiberscope) 6 oder deren Objektiv, die an beiden Endabschnitten des halbringförmigen Trägers 4 angeordnet sind.

Der Wagen 2 ist mittels eines Antriebsrads 7 und eines leerlaufenden Rads 8, die an Vorder- und Rück­ seite vorgesehen sind, auf die Schiene 1 aufgesetzt. Am Wagen 2 ist ein Fahrmotor 9 vorgesehen, dessen Welle 10 über Zahnräder 11, 12 und eine Welle 13 mit dem Antriebsrad 7 gekoppelt ist. Bei betätigtem Fahrmotor 9 wird mithin das Antriebsrad 7 so in Drehung versetzt, daß der Wagen 2 auf der Schiene 1 verfahrbar ist. An beiden Seiten von vorderem und hinterem Abschnitt des Wagens 2 sind jeweils elastische bzw. federnd aufgehängte und lotrecht bewegbare Leitrollen 14 vorgesehen. Bei 15 ist ein Federmecha­ nismus (in Form eines Federbeins) für eine Leitrolle 14 dargestellt.

Zwei kreisbogenförmige Greifer 16 sind mittels eines Bolzens 17 an der einen Seite des Wagens 2 in dessen Längs-Mittelbereich schwenkbar gelagert. Aufgrund ihrer kreisbogenförmigen Ausgestaltung können die Greifer 16 das zu untersuchende Rohr 18 an seiner Umfangsfläche erfassen. Mit diesen Greifern 16 ist über ein Öffnungs/Schließelement 19 eine Kolben­ stange 21 eines Greifer-Öffnungs/Schließzylinders 20 verbunden, bei dessen Betätigung die Greifer 16 ge­ öffnet oder geschlossen werden und damit das zu un­ tersuchende Rohr 18 losgelassen bzw. erfaßt wird. Der Greifermechanismus besteht somit, wie erwähnt, aus den Greifern 16, dem Öffnungs/Schließzylinder 20 und dgl..

Am vorderen und hinteren Abschnitt des Wagens 2 sind lotrecht angeordnete Tragböcke 22 bzw. 23 vorgesehen, längs denen ein Lagerbock 24 bzw. ein Motorträger oder -bock 25 hochfahrbar angeordnet sind. Auf einer (gemeinsamen) geraden Linie angeordnete Achsen 26 und 27 sind im Lagerbock 24 bzw. im Motorträger 25 drehbar gelagert. Der Tragrahmen 3, der auch als Ge­ triebegehäuse dient, ist an den Enden dieser Achsen 26 und 27 angebracht. Der Motorträger 25 ist mit einer Kolbenstange 29 eines am Wagen 2 montierten Hubzylinders 28 verbunden. Beim Aus- oder Einfahren der Kolbenstange 29 des Hubzylinders 28 werden somit der Motorträger 25, der Tragrahmen 3 und der Lager­ bock 24 gemeinsam aufwärts bzw. abwärts verfahren. Am Motorträger 25 ist ein Kippmotor 30 angebaut, dessen Welle 31 über Zahnräder 32 und 33 mit der ge­ nannten Achse 27 verbunden ist. Bei Betätigung des Kippmotors 30 wird somit der Tragrahmen 3 mit der Achse 27 über die Zahnräder 32 und 33 um die Achsen 26 und 27 herum geneigt oder gekippt. Ein Hubmecha­ nismus des Tragrahmens 3 besteht mithin aus dem Hub­ zylinder 28, dem Motorträger 25 und dgl., während ein Kippmechanismus des Tragrahmens 3 aus dem Kipp­ motor 30, den Zahnrädern 32, 33, den Achsen 26, 27 und dgl. besteht.

An der Vorderseite des Tragrahmens 3 ist eine Träger- Führung 34 vorgesehen, auf welcher der halbring­ förmige Träger 4 gelagert ist, der seinerseits an seinem Außenumfang eine Verzahnung 35 aufweist. Ein mit der Verzahnung 35 kämmendes Stirn(zahn)rad 36 ist im Inneren des Tragrahmens 3 gelagert. Ein im Tragrahmen 3 angeordneter Drehmotor 39 trägt auf seiner Welle ein Zahnrad 38, das mit einem am Stirn­ rad 36 angeformten Kegel(zahn)rad 37 kämmt. Bei Be­ tätigung des Drehmotors 39 wird somit der halbring­ förmige Träger 4 mittels des Eingriffs zwischen dem Stirnrad 36 und der Verzahnung 35 unter Führung durch die Träger-Führung 34 zur Verdrehung angetrieben.

Wie erwähnt, sind an jedem Endabschnitt des Trägers 4 ein Ultraschall-Fehlerdetektor 5 und die als Meßele­ ment wirkende Faseroptik 6 angebracht. Da mittels des Trägers 4 bei seiner Drehung in der einen oder anderen Umfangsrichtung eine Untersuchung um den ge­ samten Umfang des zu untersuchenden Rohrs herum mög­ lich ist, reicht für den Träger 4 eine halbkreis­ förmige Gestalt aus; in der Praxis ist der Träger 4 jedoch um ein dem Anbauraum für das Meßelement und dgl. entsprechendes Stück (über den Halbkreis hinaus) verlängert. Zudem ist ein Lagendetektor 41 über ein Kegelrad 40 mit dem Stirnrad 36 verbunden. Mit die­ sem Lagendetektor 41 kann die Lage des Ultraschall- Fehlerdetektors oder -Meßfühlers 6 und der Faser­ optik 6 am Träger 4 festgestellt werden.

Im folgenden ist die Arbeitsweise der vorstehend be­ schriebenen Vorrichtung erläutert.

Wenn die Schweißabschnitte oder -stellen von in enger Verteilung achsparallel zueinander angeordneten Rohren untersucht werden sollen, wird der Träger 4 zusammen mit dem Tragrahmen 3, um den Wagen 2 zwi­ schen den Rohren verfahren zu können, mit Hilfe des Kippmechanismus gekippt und damit die Gesamtbreite der Vorrichtung gemäß Fig. 5 so verkleinert, daß die Vorrichtung zwischen den Rohren hindurchführbar ist, ohne an den Rohren anzustoßen.

Wenn sich der Wagen 2 einem zu untersuchenden Rohr 18 nähert und neben diesem anhält, wird der Träger 4 mit dem Tragrahmen 3 mittels des Kippmechanismus in eine waagerechte Lage angehoben. Sodann wird das zu untersuchende Rohr 18 durch die Greifer 16 des Grei­ fermechanismus erfaßt oder verspannt, so daß der Wagen 2 gegenüber diesem Rohr 18 festgelegt ist. An­ schließend wird der Hubzylinder 28 des Hubmechanismus betätigt, um den Träger 4 auf eine gegebene Höhe zu bringen (in welcher das Meßelement der Schweißstelle gegenübersteht). In diesem Zustand wird mittels des Drehmotors 39 der Träger 4 um die Schweißstelle herum verdreht, so daß eine Untersuchung der Schweißstelle mittels des Ultraschall-Fehlerdetektors 5 und der Faseroptik 6 erfolgen kann. Mit Vorwärts- und Rück­ wärtsdrehung des Drehmotors 39 kann die gesamte Um­ fangsfläche der Schweißstelle mittels der Elemente 5 und 6 untersucht werden.

Nach erfolgter Untersuchung werden die Greifer 16 zum Freisetzen des Wagens 2 gelöst; der Träger 4 wird zusammen mit dem Tragrahmen 3 mittels des Kipp­ mechanismus herabgefahren, und der Wagen 2 wird un­ ter Vermeidung einer Behinderung durch die Rohre zum nächsten zu untersuchenden Rohr verfahren.

Obgleich die Vorrichtung gemäß der beschriebenen Ausführungsform mit dem Hubmechanismus für den Trag­ rahmen 3 versehen ist, kann dieser Hubmechanismus Je nach den gegebenen Umständen auch weggelassen wer­ den. Der Mechanismus zum Kippen oder Neigen des Tragrahmens 3 sowie der Mechanismus zum Verdrehen des Trägers 4 sind ebenfalls nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern ggf. abwandelbar.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist mithin der das (die) Meßelement(e) tragende halbringförmige Träger kippbar, so daß er in etwa hochkant stehender Lage zwischen den eng beabstandeten Rohrelementen hindurchführbar ist. Die Untersuchung kann dann mit in eine waagerechte Lage angehobenem Träger erfol­ gen, so daß auf einfache Weise eine zuverlässige Untersuchung möglich ist. Da zudem die Untersuchung mit Fernsteuerung erfolgt, kann die Untersuchungs­ arbeit auch an Stellen durchgeführt werden, an denen sich ein Einsatz von Arbeitern aus Gefahrengründen verbietet.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Untersuchen der Umfangsflächen von in achsparalleler Lage zueinander feststehend angeordneten Rohrelementen, gekennzeichnet durch eine zwischen benachbarten Rohrelementen (18) einführ­ bare Schiene (1), einen auf der Schiene in deren Längsrichtung verfahr­ baren Wagen (2), einen kippbar am Wagen gelagerten Tragrahmen (3), einen am Tragrahmen verdrehbar gelagerten und seitlich offenen, halbringförmigen Träger (4), welcher beim Prüfvorgang um die Umfangsfläche des zu prüfenden Rohr­ elementes (18) herum bewegbar ist, und ein in einer vorbestimmten Stellung an dem halbring­ förmigen Träger angeordnetes Meßelement (5, 6).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (2) Böcke (24, 25) zur Lagerung der bei­ den Enden des Tragrahmens (3) und einen Kippmechanismus (26, 27, 30, 32, 33) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (16, 20) zum Erfassen oder Um­ greifen eines der Rohrelemente (18) bei seiner Unter­ suchung vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (2) an seinen beiden Seiten mit Führungs­ (feder)beinen (15) versehen ist.