DE3032424A1

DE3032424A1 - Messvorrichtung fuer rohre

Info

Publication number: DE3032424A1
Application number: DE19803032424
Authority: DE
Inventors: Frederick Mertins Enfield Conn. Fisher
Original assignee: Combustion Engineering Inc
Current assignee: Combustion Engineering Inc
Priority date: 1979-10-04
Filing date: 1980-08-28
Publication date: 1981-04-09
Also published as: DE3032424C2; KR830004597A; KR830001925B1; CA1150496A; US4301677A; JPS5660305A

Description

"Meßvorrichtung für Rohre"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Feststellen von."Veränderungen der Innenabmessungen eines Rohres.

Defekte der Innenflächen von Dampferzeugerrohren bei Kernkraftwerksanlagen können zum Ausfall der Rohre führen. Insbesondere tritt eine Kerb- oder Rißbildung von Dampferzeugerrohren auf infolge Korrosion von Kohlenstoffstahlrohrplatten nach einiger Betriebszeit, und dies muß überwacht werden. Defekte, wie Lochfraß oder Risse,können erfaßt werden mittels Wirbelstromdetektoren, die Veränderungen der Leitfähigkeitskennwerte der Innenfläche erfassen. Solche Detektoren sind jedoch weniger verläßlich für die Messung von Kerben an Rohrplatten wegen des komplizierten elektromagnetischen Ansprechverhaltens, bewirkt durch die stählernen Tragplatten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs T genannten Merkmalen zu schaffen, mittels dem Veränderungen der Innenabmessungen eines Rohres und dergleichen erfaßt werden können, und zwar auch an Stellen, bei denen eine Einkerbung der Rohre infolge Korrosion der Rohrplatten vorliegt. Der kennzeichnende Teil des Patentanspruchs 1 offenbart die gemäß der Erfindung vorgesehene Lösung; die Unteransprüche definieren vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. ■

In einer bevorzugten Ausführungsform ist demgemäß jedes Auslenkelement nach Art eines "Kragträgers" ausgebildet, d.h. als einseitig eingespannte Biegefeder, die unabhängig von den anderen Auslenkelementen befestigt und

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beweglich ist, und damit auf Oberflächenveränderungen anspricht. Der Wandler wird auf der Biegefeder nahe ihrem Einspannende montiert, während sich der Oberflächenabschnitt zum Abtasten der Rohrinnenfläche nahe dem freien Ende befindet. Der Wandler umfaßt vorzugsweise eine Dehnmeßstreif enanardnung, der in eine Wheatstone-Brückenschaltung geschaltet ist derart, daß Veränderungen des Widerstandes des Dehnmeßstreifens infolge Auslenkung einer Biegefeder mittels der Brücke erfaßbar ist.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und wird nachstehend im einzelnen erläutert.

Fig. 1 zeigt perspektivisch das bevorzugte

Ausführttngsbeispiel der Vorrichtung,

Fig.. 2 ist ein Längsschnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ist eine schematisierte Schaltungsdarstellung zur Erläuterung der Funktion der Vorrichtung nach Fig. 1 und 2, und

Fig. 4 ist eine Draufsicht auf einen Teil der

Vorrichtung nach Fig. 1, wobei das Außengehäuse entfernt ist.

Man erkennt in Fig. 1 in perspektivischer Darstellung die MeJJ vorrichtung gemäß der Erfindung. Die Vorrichtung um faßt ein Gehäuse 10 aus geeignetem Material, wie Aluminium oder Stahl, mit einer Mehrzahl von federartigen Fühlern T2 bzw. 14 an den beiden Gehäuseenden. Die Fühler 12 und 1.4 bestehen vorzugsweise aus dem Gehäusematerial und sind so um das Gehäuse 10 herum positioniert, daß sie sich an die Ihnenflache eines rohrförmigen Gegenstandes anlegen, und damit die Vorrichtung in der Mittellinie des Rohres zentrieren. In der bevorzugten Ausführungsform sind die Fühler 12, 14 in 45° Intervallen um den Umfang des Gehäuses TO herum verteilt angeordnet.

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Am vorderen Ende des· Gehäuses TO befindet sich eine WirbeiströmpösitiOriierspule 16/ die auf einen nicht-metallischen Spul'ehkörper 18 äu,s HqIz oder' einem anderen geeigneten^:Material gewickelt ist, und sich aus dem stützenden Gehäuse' TO heraus erstreckt.

Am anderen. Ende; der-Vorrichtung befindet sieh einflexibles;,Kuppl.ungsstück-20, mittels dem die Vorrichtung ' an eine Antriebseinrichtung, etwa-ein-Nylonrohr 22, angeschlossen ist für die Bewegung der Vorrichtung durch das zuunter/Suchende /Rohr. Die Kupplung "2Ö und das Rohr 22 sind hohl ausgebildet ünd^; die"elektrischen Leitungen erstrecken sich hindurch'; ■■-■;''■ -_■■ ^J ' "'^{; :} ' :

Durch/di.eöffh.ung· 24 des Gehäuses 10 zwischen den zentj~ierenden 'Federn T2 und-14-erstrecken sich mehrere Glieder 26, die ^ich an die innenfläche.des zu untersuchenden Rohres anlegen. Wie weiter unten näher erläutert, weisen die Glieder 26 Oberflächenabschnitte von flexiblen Teilen auf, etwa einseitig "eingespannten Federn, die in Abhängigkeit von Störungen, wie Rissen in der Innenfläche des zu untersuchenden Rohres, aus gelenkt werden.;.

Ifig. ,2 ist eine Schnittdarstellung der Vorrichtung nach Fig^i/Und aus dieser Figur; erkennt man deutlicher die Komponenten der Meßvorrichtung und die Montage der Komponenten innerhalb deff Gehäuses 10. Der Spulenkörper 18 für die Wirbelströmpositionie'rspule erstreckt sich von einem Ende des Gehäuses TO^; und weis* ^;e^!ine konfiguration derart auf, daß die Auslenkung:der 2entrierfedern 14 erfö^eri kann. Die Elemente 26 erstrecken sieh durch Fenster 24 im Gehäuse 10 und befinden sich an d-βή iJiegsäinen Enden von einseitig eingespannten Biegefedern'28. Die anderen Enden'der Biegefedern 28 sind" an einem Support 3Ö^? befestigt oder bilden einen Teil desselben, der seinerseits"iiiriioiihaib^:des Gehäuses TO montiert ist. Der Support 30'steht auch in Verbindung mit der flexiblen Kupplung 20» Die Biege£%'dern bestehen aus geeignetem Material, etwa Stahl, mit den erforderlichen Elästizitätseigenschaften. Auf

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den Biegefedern 28. sind; nahe.dem supportseitigeh Ende Wandler befestigt, etwa Dehnmeßstreifen 32, deren Widerstandswert sieh bei Biegung ,,der Biegefederh 28 ändert. Der Support 30 weist eine entsprechende Konfiguration auf, ,um die Auslenkung·der Zentrierfedern 12 zu ermöglichen. . ■ ^J

Fig. 3 zeigt das Schaltungsdiagramm bezüglich der Funktion der Biegefedern 28 und der Dehnmeßstreifen 32 in einer Wheatstone¹ sehen Brückenschaltung mit Ablesekreis, Die Dehnmeßstreifen 32 umfassen zwei Widerstände in der Wheatstone-Brücke, zu der noch feste Widerstände 34 und 36 gehören. Eine entsprechende Gleichspannungsquelle 38 speist die Brücke . Wenn die Meßvorrichtung durch das zu untersuchende Rohr bewegt wird, liefert die Wirbelstrompositionierspule eine Anzeige für die Annäherung an eine Stahlrohrplatte, während die Wheatstone-Brückenablesung das Vorhandensein von Einkerbungen oder anderen Deformationen anzeigt. Wenn nämlich eine Biegefeder 28 ausgelenkt wird, weil der Oberflächenabschnitt 26 auf eine Deformation an der Innenfläche des Rohres sich anlegt, ändert sich entsprechend die Brückenablesung und zeigt eine Störung der Innenoberfläche des Rohres an.

Fig. 4 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig.. T und 2, wobei das Außengehäuse entfernt ist, um deutlicher die Biegefedern 28 mit den darauf befestigten Dehnmeßstreifen 32 darzustellen. Zuleitungen 40 verbinden die Dehnmeßstreifen 32 mit dem äußeren Wheatstone-Brückenablesekreis durch den Support 30 und die flexible Kupplung hindurch. Die beschriebene Vorrichtung hat sich als besonders brauchbar erwiesen für die Inspektion von Rohren in Dampferzeugern von Kernkraftanlagen, insbesondere bezüglich des Vorhandenseins von Einkerbungen in den Rohren, hervorgerufen durch Korrosion der stählernen Rohrplatten, welche mit den bisher üblichen Wirbelstromeinrichtungen nicht ohne weiteres meßbar waren.

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Zwar wurde die Erfindung unter Bezugnahme auf ein bestimmtes Ausführungsbeispiel und einen bestimmten Anwendungsfall erläutert,doch sqII dadurch der Ausführüngs- und Anwendungsbereich der Erfindung nieht beschränkt sein. Verschiedene Modifikationen und Anwendungsfälle können auftreten, die jedoch nach den, vorstehenden Ausführungen für einen Fachmann auf der Hand liegen.

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Claims

" Combustion Engineering, Inc.,
Windsor/; Gönn. 06095 ■»'""

P at ent an s ρ r ü c he

[1)1 Vorrichtungzum Feststellen von Veränderungen der annenabmessungen eines Rohres und dergleichen mit einem durch das Rohr beweglichen Träger, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl sich vom Träger (30) erstreckender flexibler .Auslenkelemente (28) mit jeweils einem Oberflächenabschnitt (26) zum Abtasten der Rohrinnenfläche und dü-ch auf jedem Äuslenkelemerit angeordnete Wandler (32) zum Erfassen einer Biegung des betreffenden Auslerikelements.
2) - Vorrichtung nach Anspruch 1.,. dadurch gekennzeichnet, daß der Träger ein Außengehäuse (10) aufweist mit einer Mehrzahl.von sich an die Rohrinnenfläche anlegenden Zentrierfedern (12, 14) ,.mittels denen der Träger innerhalb des Rohres zentrierbar ist.
3) Vorrichtung nach. Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Außengehäuse Fenster (24) aufweist, durch die sich die Öberfrächenabschnitte (26) der Auslenkelemente erstrecken. . .·".;-;"
. 4) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Aüslenkelement als einseitig eingespannter Arm ausgebildet ist, an dessen freiem Ende der Oberflächenabschnitt (26) vorgesehen ist, während der Wandler nahe dem eingespannten Ende angeordnet ist.
5) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler als Dehnmeßstreifen ausgebildet ist.

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6) Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine an die Dehnmeßstreifen angeschlossene Wheatstone-Brückenschaltung.
7) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Bewegen des Trägers durch ein Rohr.
8) Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Wirbelstromdetektor (16, 18) zum Erfassen des Vorhandenseins einer Rohrtraganordnung.

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