FR2522148A1 - METHOD AND DEVICE FOR OPTICAL CONTROL OF A WELDING LOCATED BELOW AN INSULATING LAYER - Google Patents
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Abstract
Description
Procédé et dispositif de contrôle optique
d'une soudure située au-dessous d'une couche isolante
La présente invention concerne un procédé de contrôle optique, destiné à contrôler des matériaux à des endroits qui sont d'un accès difficile, notamment des soudures de pièces situées au-dessous d'une couche isolante, ainsi qu'un dispositif de contrôle optique destiné à la mise en oeuvre dudit procédé.Optical control method and device
a weld located below an insulating layer
The present invention relates to an optical control method intended to control materials at places which are difficult to access, in particular welds of parts located below an insulating layer, as well as an optical control device intended to the implementation of said method.
Dans de nombreuses branches de l'industrie, et en particulier dans la technique des réacteurs nucléaires, des contrôles répétitifs sont prescrits pour les éléments de construction importants sur le plan de la sécurité, et sur leurs raccords et jonctions. Différents procédés de contrôle sont utilisés à cette occasion. Les points et endroits importants font habituellement l'objet d'un contrôle optique ou par ultrasons, dont le but est de détecter les modifications qui ont pu intervenir, par exemple l'apparition de criques ou fissures. Le contrôle des tuyauteries du circuit primaire d'un réacteur nucléaire refroidi au sodium est considéré comme un cas particulier, car, en raison du haut niveau de la radioactivité et des températures, il doit se faire dans des conditions plus diffici- les.Les tuyauteries du circuit primaire sont munies d'une épaisse couche de matériau calorifuge, de sorte que les endroits et points à contrôler ne sont pas de prime abord d'un accus facile. In many branches of industry, and in particular in nuclear reactor technology, repetitive checks are prescribed for construction elements which are important from the safety point of view, and for their connections and junctions. Different control procedures are used on this occasion. Important points and places are usually subject to optical or ultrasonic inspection, the purpose of which is to detect changes that may have occurred, for example the appearance of cracks or cracks. The control of the pipes of the primary circuit of a sodium-cooled nuclear reactor is considered to be a special case, because, due to the high level of radioactivity and temperatures, it must be done under more difficult conditions. of the primary circuit are provided with a thick layer of heat-insulating material, so that the places and points to be checked are not at first sight an easy battery.
La présente invention a pour objet de proposer un procédé et un dispositif à l'aide desquels une soudure, située au-dessous d'une couche isolante et difficilement accessible pour d'autres raisons, puisse être soumise à des contrôles effectués à intervalles réguliers. I1 faut alors que l'on puisse se servir du dispositif par commande à distance à l'aide d'un manipulateur. En outre, la méthode de contrôle doit garantir que tout défaut de la soudure présentant un risque du point de vue de la sécurité sera décelé de façon fiable et à temps. The object of the present invention is to propose a method and a device by means of which a weld, located below an insulating layer and difficult to access for other reasons, can be subjected to checks carried out at regular intervals. It is then necessary to be able to use the device by remote control using a manipulator. In addition, the test method must ensure that any welding defect presenting a safety risk will be detected reliably and on time.
La présente invention permet de résoudre ce problème par un procédé du type décrit en préambule, et destiné au contrôle optique d'une soudure d'une pièce située au-dessous d'une couche isolante, par lequel
a) la soudure est inspectée visuellement à l'aide d'une sonde transmettrice d'images, toujours appelée endoscope dans les lignes suivantes, laquelle est guidée le long de la soudure dans un tube de guidage fendu ;
b) pendant cette opération, la soudure est éclairée par l'intermédiaire de conducteurs de lumière et une image de chaque endroit observé est transmise à une caméra de télévision ;;
c) l'endoscope, amené par un manipulateur, est enfilé de l'extérieur, à travers la couche isolante ou isolation, dans le tube de guidage qui fait saillie presque jusqu'd la face extérieure de la couche isolante, et qui le reçoit, et ledit endoscope est déplacé dans ledit tube et guidé le long de la soudure.The present invention makes it possible to solve this problem by a method of the type described in the preamble, and intended for the optical control of a weld of a part located below an insulating layer, by which
a) the weld is visually inspected using an image transmitting probe, also called an endoscope in the following lines, which is guided along the weld in a split guide tube;
b) during this operation, the weld is illuminated by means of light conductors and an image of each observed location is transmitted to a television camera;
c) the endoscope, brought in by a manipulator, is threaded from the outside, through the insulating layer or insulation, into the guide tube which protrudes almost as far as the outside face of the insulating layer, and which receives it , and said endoscope is moved in said tube and guided along the weld.
On évite ainsi d'avoir à enlever la couche isolante ou isolation, ce qui simplifie considérablement la réalisation de cette dernière et permet d'obtenir une durabilité plus grande. L'observation optique de la soudure permet, avec les précisions d'image que l'on peut obtenir avec les endoscopes, d'apercevoir les micro-criques ou micro-fissures, et est par conséquent considérée comme une méthode de contrôle fiable. This avoids having to remove the insulating layer or insulation, which considerably simplifies the production of the latter and provides greater durability. Optical observation of the weld allows, with the image precision that can be obtained with endoscopes, to see micro-cracks or micro-cracks, and is therefore considered to be a reliable method of control.
Etant donné que l'endoscope et son conducteur d' alimentation ne glissent pas toujours avec une régularité parfaite lors de leur introduction dans le tube de guidage, il est proposé, selon une caractéristique additionnelle de la présente invention, que
a) l'endoscope soit d'abord complètement inséré dans le tube de guidage, et que
b) le contrôle optique soit effectué ensuite pendant le retrait de l'endoscope, qui se fait de façon uniforme. Since the endoscope and its supply conductor do not always slide with perfect regularity during their introduction into the guide tube, it is proposed, according to an additional characteristic of the present invention, that
a) the endoscope is first completely inserted into the guide tube, and that
b) the optical control is then carried out during the withdrawal of the endoscope, which is done in a uniform manner.
Ceci permet d'éviter les secousses, de sorte que chaque point ou endroit peut être contrôlé avec la même précision. This avoids shaking, so that every point or place can be checked with the same precision.
Pour permettre, en cas de présence d'un défaut, de contrôler avec précision son emplacement exact et sa taille, une caractéristique additionnelle de la présente invention propose que la localisation et la dimension d'un éventuel défaut soient déterminées par le fait qu'une règle graduée simultanément reproduite puisse être amenée avec l'endoscope et que la longueur du conducteur introduit soit mesurée et enregistrée. To allow, in the presence of a defect, to precisely control its exact location and its size, an additional characteristic of the present invention proposes that the location and the dimension of a possible defect be determined by the fact that a graduated ruler reproduced simultaneously can be brought with the endoscope and the length of the inserted conductor is measured and recorded.
La présente invention propose aussi un dispositif destiné à la mise en oeuvre du procédé de contrôle optique précédemment décrit, dispositif qui est donc destiné au contrôle optique d'une soudure située au-dessous d'une couche isolante et qui résout, de façon simple, le probleme du contrôle répétitif sous une telle couche, ce dispositif étant caractérisé en ce que
a) un tube de guidage, dans lequel l'endoscope peut être enfilé, est prévu le long du trace de la soudure
b) le tube de guidage traverse la touche isolante ou isolation presque jusqu'à l'extérieur et est fixé le long de la soudure
c) le tube de guidage est ouvert vers la soudure, de sorte que celle-ci peut faire l'objet d'une inspection visuelle.The present invention also provides a device intended for the implementation of the optical control method described above, device which is therefore intended for the optical control of a weld located below an insulating layer and which solves, in a simple manner, the problem of repetitive control under such a layer, this device being characterized in that
a) a guide tube, into which the endoscope can be threaded, is provided along the trace of the weld
b) the guide tube passes through the insulation key or insulation almost to the outside and is fixed along the weld
c) the guide tube is open towards the weld, so that it can be visually inspected.
Une caractéristique additionnelle du dispositif selon la présente invention propose des dispositions qui facilitent considérablement le contrôle à l'aide d'un manipulateur, à savoir que
a) l'extrémité du tube de guidage, qui traverse la couche isolante ou isolation et fait saillie à proximité de la face extérieure de celle-ci, présente un évasement en forme d'entonnoir, à l'intérieur de la couche isolante, pour faciliter l'introduction de l'endoscope, ledit évase ment pouvant être obturé par un bouchon, selon les besoins;
b) le tube de guidage présente en outre une section transversale qui permet que des coulisses ou glis sières, prévues sur l'endoscope et sur ses conducteurs, et destinées au guidage de l'endoscope, ne puissent, en raison de leur forme, tourner autour de l'axe longitudinal du tube.An additional feature of the device according to the present invention proposes arrangements which considerably facilitate control using a manipulator, namely that
a) the end of the guide tube, which passes through the insulating layer or insulation and protrudes near the outer face thereof, has a funnel-shaped flare, inside the insulating layer, for facilitate the introduction of the endoscope, said flaring being able to be closed by a plug, as required;
b) the guide tube also has a cross section which allows slides or slides, provided on the endoscope and on its conductors, and intended for guiding the endoscope, cannot, due to their shape, rotate around the longitudinal axis of the tube.
De cette manière, la tete de contrôle est toujours exactement dirigée vers la soudure et est aussi toujours à la même distance de celle-ci. In this way, the control head is always exactly aimed at the weld and is also always at the same distance from it.
Dans ce contexte, on entend toujours, par le terme d'endoscope, la tête de prise de vues et ses conducteurs, et une caractéristique additionnelle de la présente invention propose que l'endoscope destiné au contrôle optique d'une soudure située au-dessous d'une couche isolante, lequel doit pouvoir glisser et être guidé dans le tube de guidage du dispositif précédemment decrit, soit équipé comr me suit
a) des coulisses ou glissières, qui, grâce à une section transversale non circulaire, peuvent glisser dans le tube de guidage mais sans pouvoir tourner, sont prevus à la tête de l'endoscope et le ong de ses conducteurs
b) 11 endoscope présente au moins un conducteur de lumière et un conducteur d'images.In this context, the term endoscope always means the shooting head and its conductors, and an additional characteristic of the present invention proposes that the endoscope intended for the optical control of a weld located below an insulating layer, which must be able to slide and be guided in the guide tube of the device described above, or be equipped as follows
a) slides or slides, which, thanks to a non-circular cross-section, can slide in the guide tube but without being able to turn, are provided at the head of the endoscope and the ong of its conductors
b) 11 endoscope has at least one light conductor and one image conductor.
Etant donné que le tube de guidage est ouvert sur le côté de la soudure, les coulisses peuvent avoir une forme telle quelles glissent, à cet endroit, comme dans une rainure. De ce fait, les coulisses sont guidées dans le tube de guidage de façon d ne pas pouvoir tourner et ia tête de prise de vues est toujours maintenue exactement dans la position appropriée par rapport à la soudure. Un conducteur de lumière au moins, destiné à éclairer l'endroit examiné, et un conducteur d'images au moins, destiné à la prise de vues, doivent aboutir dans la tête de prise de vues de l'endoscope. Since the guide tube is open on the side of the weld, the slides can have a shape as they slide, in this place, as in a groove. As a result, the slides are guided in the guide tube so that they cannot be rotated and the camera head is always held exactly in the appropriate position relative to the weld. At least one light conductor, intended to illuminate the place under examination, and at least one image conductor, intended for taking pictures, must terminate in the taking head of the endoscope.
Une caractéristique additIonnelle de la présente invention décrit les coulisses destinées à guider l'endoscope précédemment décrit, et ce pour un mode de réalisation particulier du tube de guidage, à savoir dans le cas d'un tube de guidage rond qui est ouvert vers la soudure, les coulisses présentant alors logiquement une section transversale à peu près en forme de fer à cheval, et l'extrémité inférieure du fer à cheval s'ajustant dans l'ouverture ménagée dans le tube de guidage vers la soudure. An additional feature of the present invention describes the slides intended to guide the endoscope previously described, and this for a particular embodiment of the guide tube, namely in the case of a round guide tube which is open towards the weld , the slides then logically having a cross section roughly in the shape of a horseshoe, and the lower end of the horseshoe fitting into the opening in the guide tube towards the weld.
Une autre caractéristique de la présente invention propose un autre mode de réalisation du dispositif précédemment décrit, qui est destiné à des contrôles de précision particuliers, à savoir que
a) le tube de guidage présente alors une section transversale à peu près rectangulaire ;
b) l'endoscope est maintenu dans un petit chariot qui présente des roues ou rouleaux et des galets de pression, et qui roule, guidé par ces derniers, exactement audessus de la soudure à contrôler.Another characteristic of the present invention provides another embodiment of the device described above, which is intended for specific precision checks, namely that
a) the guide tube then has an approximately rectangular cross section;
b) the endoscope is kept in a small carriage which has wheels or rollers and pressure rollers, and which rolls, guided by the latter, exactly above the weld to be checked.
Dans ce dernier cas, une autre caractéristique de la présente invention propose que la tête de l'endoscope soit fixée sur le chariot de façon souple sous la commande à distance. In the latter case, another characteristic of the present invention proposes that the head of the endoscope is fixed to the carriage in a flexible manner under the remote control.
Cette dernière caractéristique, jointe à la précédente, fait que l'endoscope peut être guidé avec précision et sans secousses, à une distance préalablement fixée, audessus de la soudure contrôlée. This last characteristic, joined to the previous one, means that the endoscope can be guided with precision and without shaking, at a previously fixed distance, above the controlled welding.
Une autre caractéristique de la présente invention propose un mode de réalisation qui permet encore de mieux examiner la soudure, à savoir que
a) un conducteur de lumière supplémentaire est prévu, amené avec ltendoscope ;
b) le conducteur de lumière supplémentaire est dirigé vers l'endroit ou le point à contrôler et permet ainsi de l'éclairer sous un angle sensiblement différent de celui des conducteurs de lumière disposés dans la tête de l'endoscope, et donc de l'angle qui part de l'endosco pe. Cet éclairage facultatif ou supplémentaire améliore la détection et l'identification des défauts.Another characteristic of the present invention proposes an embodiment which allows even better examination of the weld, namely that
a) an additional light conductor is provided, brought with the endoscope;
b) the additional light conductor is directed towards the place or point to be checked and thus makes it possible to illuminate it from a substantially different angle from that of the light conductors placed in the head of the endoscope, and therefore from the angle starting from the endosco pe. This optional or additional lighting improves the detection and identification of faults.
La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée d'un mode de réalisation et d'un dispositif de contrôle approprié, pris comme exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé, sur lequel:
- la figue 1 est une vue de la structure de principe du dispositif de contrôle
- la figure 2 est une vue en coupe transversale d'une soudure de conduite tubulaire avec un tube de guidage assujetti sur elle
- la figure 3 est une vue décalée de 90 par rapport à celle de la figure 2 ;;
- la figure 4 est une vue en coupe transversale de la soudure, du tube de guidage et de l'endoscope
- la figure 5 est une vue latérale de l'endoscope avec la coulisse dans le tube de guidage
- la figure 6 est une vue latérale d'un dispositif de guidage particulier destiné à un endoscope ; et
- la figure 7 est une vue en coupe de la figure 6, le long de la ligne VII-VII. The present invention will be better understood with the aid of the detailed description of an embodiment and of an appropriate control device, taken as a nonlimiting example and illustrated by the appended drawing, in which:
- Fig 1 is a view of the principle structure of the control device
- Figure 2 is a cross-sectional view of a tubular pipe weld with a guide tube secured to it
- Figure 3 is a view offset by 90 relative to that of Figure 2 ;;
- Figure 4 is a cross-sectional view of the weld, the guide tube and the endoscope
- Figure 5 is a side view of the endoscope with the slide in the guide tube
- Figure 6 is a side view of a particular guide device for an endoscope; and
- Figure 7 is a sectional view of Figure 6, along the line VII-VII.
Sur la figure 1, une conduite tubulaire 1 comportant une soudure est entourée d'un tube de guidage 2. Un endoscope, dont la tête porte la référence numérique 3, peut être enfilé dans le tube de guidage 2 et déplacé le long de la soudure. Pour faciliter l'insertion de l'endoscope, il est prévu que le tube de guidage 2 comporte un évasement en forme d'entonnoir 8. Une source de lumière froide 5, destinée à l'éclairage de l'endroit à contrôler, et une caméra de télévision 6 destinée à la prise de l'image transmise à partir de l'endroit contrôlé, sont raccordées à un adaptateur 4. L'image reprise par la caméra de télévision 6 est transmise à un moniteur 7 qui se trouve à l'extérieur de la zone dangereuse, notamment sur une plate forme de manipulation à proximité du poste de manoeuvre du manipulateur. In FIG. 1, a tubular pipe 1 comprising a weld is surrounded by a guide tube 2. An endoscope, the head of which bears the reference numeral 3, can be threaded into the guide tube 2 and moved along the weld . To facilitate insertion of the endoscope, provision is made for the guide tube 2 to have a funnel-shaped flare 8. A cold light source 5, intended for lighting the place to be checked, and a television camera 6 intended for taking the image transmitted from the controlled place, are connected to an adapter 4. The image taken by the television camera 6 is transmitted to a monitor 7 which is located outside the danger zone, in particular on a handling platform near the manipulator's operating station.
Les figures 2 et 3 représentent plus en détail le mode de fixation du tube de guidage 2 sur la pièce 1 comportant la soudure. Le tube de guidage 2 est place à l'intérieur d'une couche isolante ou isolation 10 et est maintenu à une distance précise de la pièce 1 à l'aide d'écarteurs 11. Lesdits écarteurs il, gui ont approximativement la forme d'un Z, sont fixés sur la pièce 1 à l'aide d'un collier de serrage 9. Le tube de guidage 2 présente deux séparations 12, qui sont fermées par des équerres ou cornières de jonction 13. De cette manière, on peut ultérleu- rement monter le tube de guidage sur la conduite ou le démonter. Figures 2 and 3 show in more detail the method of fixing the guide tube 2 on the part 1 comprising the weld. The guide tube 2 is placed inside an insulating layer or insulation 10 and is kept at a precise distance from the part 1 by means of spacers 11. Said spacers il, gui have approximately the shape of a Z, are fixed on the part 1 using a clamp 9. The guide tube 2 has two partitions 12, which are closed by brackets or connecting angles 13. In this way, one can ulterleu - Reassemble the guide tube on the pipe or disassemble it.
L'une des extrémités du tube de guidage 2 atteint presque la face extérieure de la couche isolante ou isolation 10 et se termine par un évasement en forme d'entonnoir 8. Pour améliorer l'isolation thermique, cet évasement peut, le cas échéant, être obturé par un bouchon 14. One of the ends of the guide tube 2 almost reaches the outer face of the insulating layer or insulation 10 and ends in a funnel-shaped flare 8. To improve thermal insulation, this flare can, if necessary, be closed by a plug 14.
La figure 4 représente, sur un croquis de principe, une vue en coupe transversale du tube de guidage, de l'endoscope, de la pièce et de la soudure. te tube de guidage 2, qui est fixé à une fable distance au dessus de la soudure 26, est ouvert vers cette dernière, L'enaoscope 21 se trouve à l'intérieur du tube de guidage, guidé par une coulisse 22 qui fait saillie dans l'ouverture db tube de guidage 2, laquelle est dirigée vers la soudure 26. De cette manière, la coulisse ne peut pas orner. Une vis sans tête 23, prévue sur le cté suprieur de la coulisse, sert à fixer celle-ci. Figure 4 shows, in a principle sketch, a cross-sectional view of the guide tube, the endoscope, the part and the weld. the guide tube 2, which is fixed at a fable distance above the weld 26, is open towards the latter, the enaoscope 21 is located inside the guide tube, guided by a slide 22 which projects into the opening db guide tube 2, which is directed towards the weld 26. In this way, the slide cannot adorn. A grub screw 23, provided on the upper side of the slide, serves to fix the latter.
Le figure 5 est une vue latérale de l'endoscope 21 logé dans le tube de guidage 2, avec la coulisse 22. FIG. 5 is a side view of the endoscope 21 housed in the guide tube 2, with the slide 22.
Sur cette figure, on aperçoit aussi la tête 3 de l'endos- cope avec l'extrémité du conducteur de lumière 24 eL l'ex- trémité du conducteur d'images ou de prise de vues 25
Grâce à la forme de la coulisse, la tête 3 de ;endoscope 21 se trouve toujours exactement au-dessus de la soudure.In this figure, we also see the head 3 of the endoscope with the end of the light conductor 24 and the end of the image or photo conductor 25
Thanks to the shape of the slide, the head 3 of the endoscope 21 is always exactly above the weld.
La figure 6 est une vue latérale d'un autre mode de réalisation du tube de guidage et du guidage de l'endoscope. Ce mode de réalisation convient pour des contrôles particulièrement précis. La figure 7 représente une vue en coupe le long de la ligne de coupe VII-VII de la figure 6, destinée à mieux illustrer ce mode de réalisation. Dans un tube de guidage 34, de section approximativement rectangulaire, l'endoscope 21 est guidé par un chariot 30. Ledit chariot 30 roule sur des roues ou rouleaux 31 au-dessus de la pièce 1 comportant la soudure 26. Des galets de pression 32 élastiques le maintiennent dans une position précise par rapport à la soudure. La tête 3 de l'endoscope 21 fait saillie hors du chariot 30 et elle est souple sous la commande à distance, de sorte que des valeurs différentes peuvent être choisies en ce qui concerne sa distance par rapport à la soudure. Un conducteur de lumière supplémentaire 33, que le chariot 30 emmène également, permet un éclairage additionnel de l'endroit à contrôler, sous un angle différent de celui qui part de la tête 3 de l'endoscope. Ceci élargit les possibilités de contrôle. Le conducteur 21 de l'endoscope et le conducteur de lumière supplémentaire 33 peuvent être guidés à travers des coulisses ou glissières appropriées disposées dans le tube de guidage et servent en même temps à déplacer le chariot. Le tube de guidage 34 peut être fixé sur la pièce 1 à l'aide d'une bride en forme de bande 35. Figure 6 is a side view of another embodiment of the guide tube and the endoscope guide. This embodiment is suitable for particularly precise checks. Figure 7 shows a sectional view along the section line VII-VII of Figure 6, intended to better illustrate this embodiment. In a guide tube 34, of approximately rectangular section, the endoscope 21 is guided by a carriage 30. Said carriage 30 rolls on wheels or rollers 31 above the part 1 comprising the weld 26. Pressure rollers 32 elastic keep it in a precise position relative to the weld. The head 3 of the endoscope 21 projects from the carriage 30 and is flexible under the remote control, so that different values can be chosen with regard to its distance from the weld. An additional light conductor 33, which the carriage 30 also carries, allows additional lighting of the place to be checked, from a different angle from that which starts from the head 3 of the endoscope. This widens the possibilities of control. The conductor 21 of the endoscope and the additional light conductor 33 can be guided through suitable slides or slides arranged in the guide tube and serve at the same time to move the carriage. The guide tube 34 can be fixed to the part 1 using a band-shaped flange 35.
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