Brevet FR2544343A1 — publié le 19841019

La présente invention concerne un appareil pour decontaminer par électropolissage les extrémités d'un tube métallique, et en particulier un appareil de type pistolet pour décontaminer les extré- mités de certains tubes des réacteurs de centrales nucléaires, à des fins de soudage de ceux-ci. On sait en effet que, par exemple, pour souder deux tubes entre eux bout-à bout, ou encore pour souder l'extrémité d'un tube sur un raccord quelconque, les techniques de soudage conventionnelles mises en oeuvre dane les centrales nucléaires impliquent la décontamination plus ou moins gloussée du mental auxdites extrémités, à la fois pour permettre d'effectuer une soudure correcte et pour réduire l'irradiation au voisinage de l'extrémité du tube et permettre ainsi, avec des pré- cautions moins contraignantes, une intervention humaine sur le lieù de soudage. On connatt déjà, par la demande de brevet Français N 82 17039 du 12/1011982, du même de'posant, un dispositif télécommandé pour la décontamination par electropolissage des orifices de la plaque tubulaire d'un réacteur nucléaire qui, cependant, n'a été conçu que dans le cadre du nettoyage de ce type d'organe, et dont l'applicabilité au traitement des extrémités d'un tube libre quelconque est impossible. On cennatt en outre, par la demande de brevet Français N0 83.02994 du 24/02/1983, du même déposant, un dispositif pour la decon- tamination de tubes-guides par electrepolissage, qui consiste en une chaîne de traitement des tubes-guides dans une série de bacs. Cette technique est conteuse et excessivement lourde pour le type d'application envisagé ici qui, rappelons-le, ne concerne que la décontamination des extrémités à souder d'un organe tubulaire quelconque. La presente invention a pour objet de pallier ces inconvé- nients, et de proposer un appareil pour la décontamination de l'extrémité d'un tube qui soit efficace, rapide à utiliser et maniable, et qui ne présente paa la lourdeur de mise en oeuvre des dispositifs mentionnes plus haut. A cet effet la présente invention concerne un appareil pour la décontamination par electropolissage de l'extrémité d'un tube métallique creux, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens formant capot, une électrode disposée à l'intérieur desdits moyens formant capot, et présentant une chambre creuse d'électropolissage, destinée à contenir un bain d'électropolissage, et à recevoir ladite extrémité du tube, des premiers moyens d'étanchéité entre la périphérie extérieure du tube et le capot, et des seconds moyens d'étanchéité agences pour obturer l'intérieur du tube, le tube tenant lieu de seconde électrode. t'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip- tien suivante d'une forme de réalisation préférée de l'appareil selon l'invention, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels s - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale de l'appa- reil selon l'invention ; les figures 2A à 2D sont des vues en coupe transversale de l'appareil représenté sur la figure 1 respectivement selon les lignes IIA, 1113, IIC et IID de la figure 1 ; et - les figures 3A à 3G sont des vues en coupe longitudinale partielles de l'appareil représenté sur les figures 1 et 2, respectivement selon les lignes IIIA et IIIB de la figure 2A et la ligne IIIC de la figure 2C. En révérence aux figures, l'appareil selon l'invention comporte un bottier 10, à symétrie axiale, comportant sensiblement en son centre une partie évasée, se'largissant vers la droite sur la figure 1, entourée de deux parties cylindriques, la partie de plus petit diamètre communiquant, à gauche, avec une gaine d'alimentation générale 12, comme on le verra par la suite, et la partie de plus grand diamètre étant fixes, à droite, par vissage approprié, sur un capot 14 de forme sensiblement cylindrique. te capot 14 abrite, sensiblement sur toute sa longueur axiale, une électrode 16 qui pressente la forme d'un corps sensiblement cylindrique présentant, autour d'un alésage axial traversant 18, une gorge annulaire 20 dont la profondeur est légèrement inférieure à la longueur axiale dudit corps. La gorge 20 tient lieu de chambre dlélec- trolyse, comme on le verra plus loin. L'extrémité du capot 14 opposée au bottier 10 est ouverte, et destines à admettre l'extrémité d'un tube cylindrique 22 à décontaminer. La chambre 20 est disposée de façon à ce que l'extrémité du tube 22 vienne se loger dans celle-ci sans en toucher les parois, comme on le verra par la suite.Une étanchéité est assurée entre la périphérie extérieure du tube 22 et l'extrémité ouverte du capot 14 par un joint d'étanchéité racleur à lèvre annulaire 24, dont un boudin de maintien en place 26 entre un renfoncement annulaire de l'extrémité du capot 14 et une bague d'appui du joint 28, elle-même emprisonnée entre l'extrémité du capot 14, s'étendant radialement vers l'intérieur, et la partie d'extrémité adjacente de l'électrode 16. Le diamètre extérieur de l'électrode est choisi légèrement inférieur au diamètre intérieur du capot 14, de façon à définir un premier passage circonférentiel s'étendant s'étendant axialement 3Q, dont l'objet sera évoqué par la suite.A l'intérieur de l'alésage axial 18 de l'électrode 16 est disposé un tube d'amenée d'air comprimé 32, comme on le verra plus loin, dont la section transversale au niveau de l'électrode est carres, sa diagonale étant sensiblement égale au diamètre de l'alésage 18, pour définir quatre segments constituant un second passage circonfébentiel 34 entre l'électrode et le tube 32. A l'extrémité libre du tube 32 est fixée une t8te cylindrique 36, agences pour s'engager à l'intérieur du tube à traiter 22 lorsque celui-ci est mis en place.Sa fixation est effectues par une vis filetée appropries 38 traversant un alésage axial de ladite t8te, et s'engageant dans un taraudage prévu de façon appropriée dans l'extrémité adjacente du tube d'amenée d'air comprime'. La vis 38 présente, sur environ la moitie de sa longueur adjacente au tube 32, un perçage axial 39 communiquant, à gauche sur la figure 1, avec l'intérieur du tube d'amenée d'air comprime 32, et à droite avec la périphérie de la vis 38, via un passage radial appropriés A cet endroit de la peri- périe de la vis, lorsque l'assemblage est effectué, est prévue dans la tête 36 une gorge annulaire 40 qui communique avec la périphérie exté- rieure de ladite tête, via quatre perçages radiaux 42. Ainsi, une fois l'assemblage terminé, l'intérieur du tube d'amenée d'air comprimé 32 communique avec la périphérie extérieure de la tête 38, sensiblement en son milieu. Autour de la tête, s'étendant sensiblement sur toute sa longueur, est prévue une membrane souple cylindrique gonflable 44, maintenue en place de façon étanche à ses deux extrémités par des boudins annulaires 46 emprisonnés entre la tête et respectivement deux bagues de retenue avant et arrière 36a et 36b, pour ainsi définir une étanchéité entre l'intérieur et l'extérieur de la membrane. Adjacent à l'électrode 16 du c8té du fond de la gorge 20, c'est à dire à gauche sur la figure 1 est prévu un organe de distribu- tion d'électrolyte 48 pressentant la forme d'un corps cylindrique comportant un alésage axial traversant 50 destine à laisser passer le tube d'amenée d'air comprimé 32, sensiblement de même diamètre que la périphérie extérieure de celui-ci à cet endroit. L'étanchéite entre le distributeur 48 et les organes adjacents est assurée par une sens de joints dtétan- chéité annulaires 52, 54, 56 et 58, destines à assurer l'étanchéité respectivement entre le distributeur et la capot 14, entre le distribu- teur et le tube d'amenée d'air comprimé 32, et entre le distributeur et l'électrode 16 en deux endroits radialement espaces. Les joints sont logés dans des gorges annulaires appropriées. A l'arrière du distributeur, à gauche sur la figuré 1, est prévue, solidaire du tube 32, une bride circulaire 60 s'étendant jusqu'à la périphérie intérieure de la partie de plus grand diamètre du bottier 10, maintenue en place axialement par une collerette 62 emprisonnée entre la surface d'extrémité de la partie filetée dudit boS- tier et la surface adjacente du distributeur 48. La bride présente, comme on le verra plus loin, une sens de passages mettant en communication des conduits provenant de la gaine d'alimentation 12 avec le dis tributeur. Comme le montre la figure 3D, le distributeur présente un premier passage 64 mettant en communication un passage d'entrée dSélectrolyte 66 prévu dans la bride 60, luiamEme en communication avec un conduit d'entrée d'électrolyte 68, avec ledit second passage circonféren- tiel 34 entre le tube 32 et l'alésage 18. Indiquons ici que le passage 34 communique avec l'intérieur de la gorge ou chambre 20 à proximité de la t8te 36, par un interstice radial laissé entre ltextrémité de l'e'lsc- trode 16 entourant l'alésage 18 et la bague d'appui arrière 36a de la tête 36.Un joint d'e'tanchs'its' est en outre prévu autour du passage d'en tres 66 de la bride 60, du coté du distributeur. Ainsi est réalisée l'alimentation de la chambre 20 en électrolyte liquide. La figure 1 montre, dans le distributeur 48, un second passage 70 mettant en communication un passage de retour d'électrolyte 72 prévu dans la bride 60, communiquant lui-même avec un conduit de retour d-télectrolyte 74, avec ledit premier passage circonférentiel 30, entre le capot 14 et la périphérie extérieure de l'électrode 16. Le passage 30 communique lui-meme avec l'intérieur de la gorge 20 à proximité du joint racleur 24. Un joint d'étanchéité 76 est prévu autour du passage de retour 72 de la bride 60, du côté du distributeur. Ainsi est réalisé le trajet de retour de l'électrolyte à partir de la chambre 20, et l'on observe que le bain d'électrolyte circule avantageusement tout autour de l'extrémité du tube à traiter 22, à partir de l'intérieur, le long ds sa périphérie intérieure, puis, en faisant demi-tour autour de son artte d'extrémité, le long de sa périphérie extérieure, jusqu'au joint racleur 24, dans la région duquel il est récupéré. Comme le montre la figure 3A est enfin prévu dans le dis tri- buteur un troisième passage 78, mettant en communication un passage de vidange de l'électrolyte 80 prévu dans la bride 60, communiquant lui meme avec un conduit de vidange de l'électrolyte 82, avec une gorge annu laire 84 ménagée dans la paroi de l'électrode 16 adjacente au distri- buteur, gorge qui communique avec l'intérieur de la chambre 20 par un passage radial 86, comme le montrent les figures 1 et 2C. Ces passages permettent le remplissage et la vidange de la chambre 20, respectivement avant et après le traitement d'électropolissage du tube 22. On trouve également un joint d'étanchéité 88 autour du passage de vidange 80 de la bride 60, du côté du distributeur. tes conduite mentionnes 68, 74 et 82, ainsi qu'un prolongement du tube d'amenée d'air comprimé 32, bien que non prolonges sur les dessins, traversent la gaine d'alimentation 12 pour entre reliés à des moyens de pompage, de recyclage, etc... conventionnels appropries. La figure 3C illustre la façon dont l'électrode 16 est reliée à une source de courant électrique. Trois vis de fixation 90 relient la bride 60 au distributeur 48. Une tresse 92 s'étend entre une bague conductrice 94 entourant le prolongement du conduit d'amenée d'air, dans la région de sa connexion avec celui-ci, et alimente de façon appropriée, et une rondelle conductrice 96 emprisonnée par l'une des vis 90. tes via 90 et le distributeur 48 étant en un matériau conducteur, l'électrode, en contact direct avec le distributeur, est ainsi alimentée. te tube métallique 22 sera quant à lui relié de façon appropriée à l'autre borne de la source (non representes). A cet égard, précisions que le tube à traiter 22 est maintenu en place avec précision dans la chambre 20, de façon à ce qu'il entre en aucun cas en contact avec les parois de l'électrode 16, au moyen d'organes de butes, éventuellement réglables pour s'adapter à des tubes de dimensions différentes, comprenant six pions périphériques 98, en un matériau isolant, traversant la paroi extérieure de ladite électrode, ainsi que trois butoirs 100, traversant le fond de l'électrode en appui contre le distributeur 48, et également en un matériau isolant approprié. Notons que le distributeur et l' électrode sont fixés ensemble au moyen de trois vis 102 associées à des rondelles 104 formant joints, comme le montre la figure 1. Bien entendu, on comprendra que la tts 36 et ses deux bagues 36a, 36b doivent entre en un nzatériau isolant approprie) ainsi que le capot 14, la bague d'appui 28 du joint racleur 24, le bottier l0 et les autres pièces déjà mentionnées. te fonctionnement de l'appareil est le suivant : on introduit tout d'abord l'extrémité du tube à décontaminer dans l'appareil, une position correcte de celui-ci étant assurée par les organes de bute mentionnes plus haut, le joint racleur assurant l'étanchéité entre l'extérieur du tube et le capot 14 Puis on envoie enviez de l'air comprime dans le tube 32, ce qui provoque comme on l'a VU le gonflage de la membrane 44 qui se plaquant contre la paroi intérieure du tube, assure quant à elle l'étanchéité de l'intérieur du tube en obturant celui-ci. te bain d'électrolyte est alors introduit dans la chambre 20, soit par le trajet d'entrée 68, 66, 64, 34, soit, de façon plus rapide, par le trajet de vidange 82, 80, 78, 84, 86, et la tension d'électrolyse est appliquée entre le tube et l'électrode, le bain étant simultanément mis en circulation via les trajets d'entrée et de sortie ou retour, et le tube est soumis à un polissage electrolytique décontaminant et polissant qui permettra ultérieurement par exemple sa soudure.A la fin des opérations la tension est supprimée et le bain électrolytique est vidangé via le trajet de vidange. t'air comprimé est supprimé et la membrane, une fois dégonfles, libére le tube traité qui peut entre retiré de l'appareil. En modifiant la forme et les dimensions des divers organes de l'appareil selon l'invention, on pourra traiter des tubes de formes et de dimensions très diverses. On pourra en outre prévoir au sein de ltappåreil des traitements subséquents de rinçage à l'eau déminéralisée, de séchage à l'air chaud, etc..., par les conduits mentionnes plus haut ou par d'autres. Bien entendu la présente invention n'est pas limites à la forme de réalisation décrite, et inclut également toute modification ou variante que pourra y apporter l'homme de l'art dans le cadre de ses connaissances normales. REVENDICATIONS 1. Appareil pour la décontamination par électropolissage d'un tube métallique creux, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens formant capot (14), une électrode (16) disposée à l'intérieur desdits moyens formant capot, et présentant une chambre creuse d'électropolissage (20), destinée à contenir un bain dtélectrog polissage et à recevoir ladite extrémité du tube (22), des premiers moyens d'étanchéité (24) entre la periphérie extérieurs du tube et le capot, et des seconds moyens d'étanchéité (44) agences pour obturer l'intérieur du tube, le tube tenant lieu de seconde electrode. 2. Appareil selon la revendication 1, CaractériEé par le fait qutil comprend en outre des moyens de passage de fluide agences pour faire circuler le bain électrolytique le long des parois intérieure et extérieure du tube. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens de passages comprennent un passage d'entrée (34) débouchant àl1inte'risur de ladite chambre (20) à proximite des secons moyens d'étanchéité (44), et un passage de sortie (30) débouchant à l'intérieur de ladite chambre (20) à proximité desdits premiers moyens dlétanchéité (24). quelconque 4. Appareil selon l'une/des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre des moyens formant butée latéraux (98) et de fond (100) agences pour empocher le tube (22) d'entrer en contact avec les parois de la chambre (20) définie dans l'électrode (16). quelconque 5. Appareil selon l'uns Ides revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que lesdits premiers moyens d'étanchéité comprennent au moins un joint racleur à lèvre annulaire (24) fixé sur une ouverture circulaire du capot (14) destines à laiaser passer ledit tube (22). quelconque 6. Appareil selon l'une/des revendications 1' à 5 caractérisé par le fait que les seconds moyens dlétanchéité comprennent une tête cylindrique (36) s's'tendant à l'intérieur du tube (22), et comportant a' sa périphérie au moins une membrane souple gonflable (44), et un conduit d'amenée d'air comprimé (32), traversant de façon étanche ladite chambre (20) et en communication avec l'interstice situé entre ladite tête (36) et ladite membrane (44), pour plaquer celle-ci contre la paroi intérieure dudit tube.