Brevet FR2565693A1 — publié le 19851213

Appareil de contrôle d'une pièce par ultra-sons L'invention concerne un appareil de contrôle d'une piece par ultra-sons. Elle peut stappliquer à tous les domaines de l'industrie dans lesquels on utilise les ultra-sons pour contrôler la qualité d'une pièce et plus particulièrement au domaine nucléaire dans lequel les exigences de qualité sont très grandes. Le contrôle des équipements internes d'un réacteur nucléaire est déjà effectué couramment par ultra-sons, lorsque ceux-ci sont stockés dans la piscine du réacteur. On peut se référer par exemple à la demande de brevet français n" 80-25865 déposée le 5 décembre 1980 par la Demanderesse et concernant une machine pour le contrôle sur leur poste de stockage des équipements internes d'un réacteur nucléaire. Cette machine permet en particulier de contrôler l'état des broches élastiques qui assurent la liaison des tubes guides et de la plaque supérieure de coeur : la figure 10 de ce brevet montre que l'on peut amener, par manoeuvre du vérin 67, les outils de contrôle par ultra-sons 65 qu'au contact des broches 86 à contrôler.Après vérification des deux broches élastiques d'un tube guide le chariot porteoutil 61 peut être déplacé d'un pas dans une direction ou dans une autre pour procéder au même examen pour le tube guide suivant. Le contrôle des broches élastiques 86 au moyen des outils 65 amenés en position de contrôle par la machine selon la demande de brevet précitée donne de très bons résultats. Toutefois on a constaté que les conditions difficiles de fonctionnement des réacteurs nucléaires à eau sous pression, tels que les gros écarts de température ou de pression qui peuvent exister au cours du fonctionnement du réacteur, peuvent faire apparattre des défauts dans les broches élastiques telles que les broches 86. En particulier, ces broches peuvent être inclinées par rapport au plan de la plaque supérieure de coeur ; elles peuvent par exemple avoir subi un léger mouvement de rotation parallèlement au plan de la fente dont elles sont munies. Quand les outils 65 doivent contrôler de telles broches, le contrôle effectué est moins bon que dans le cas de broches en position correcte car l'outil 65 se trouve moins bien appliqué contre la broche et le signal obtenu se distingue mal du bruit de fond que l'on ne peut éviter. D'autre part, pour effectuer un contrôle correct d'une broche 86, on doit effectuer successivement le contrôle de chaque moitié de la broche, la broche étant partagée en deux branches au niveau de la fente. La machine décrite dans la demande de brevet précitée effectue donc successivement le contrôle de l'une des branches pour l'ensemble des broches avant de procéder au contrôle de la deuxième branche de ces mêmes broches. Toutefois, ceci oblige à un grande nombre de déplacements de la machine-. L'invention remédie aux inconvénients précités. Elle permet- un très bon contrôle des broches élastiques même lorsque celles-ci sont inclinées par rapport à la plaque supérieure de coeur. Elle permet en outre de contrôler les deux branches de chaque broche en évitant des déplacements de la machine. Plus généralement, l'invention a pour but un appareil de contrôle d'une pièce par ultra-sons permettant d'obtenir de bons résultats quelle que soit l'inclinaison de la pièce par rapport à la sonde au moment où celle-ci est amenée au contact de la pièce. Elle a également pour but le contrôle aisé de la pièce dans deux directions à 180 . L'invention concérne un appareil de contrôle d'une pièce par ultra-sons, comportant au moins une sonde ultrasonique portée par un bâti susceptible d'être déplacé de façon à ce que la sonde vienne en contact avec la pièce avec l'un des plans de symétrie de la sonde perpendiculaire à la surface de la pièce. Selon l'invention, la sonde est solidaire d'un porte-sonde mobile en rotation parallèlement audit plan et muni de moyens pour le faire tourner jusqu'à ce que les deux plans de symétrie de la sonde soient perpendiculaires à la surface de la pièce. Dans un mode préféré de réalisationde l'appareil de contrôle selon l'invention, le porte-sonde est placé sur un support, mobile autour de l'axe du bâti et muni de moyens pour le faire tourner et pour l'arrenter dans deux positions à 180 . L'invention sera mieux comprise en se référant à un mode de réalisation préféré donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés. La figure 1 est une coupe axiale de l'appareil selon l'invention amené en position de contrôle d'une broche élastique destinée à la liaison d'un tube guide avec la plaque supérieure de coeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression. La figure 2 est une coupe suivant A-A de la figure 1. La figure 3 est une coupe suivant B-B de la figure 1. La figure 4 est une coupe partielle suivant C-C de l'appareil de la figure 1 ne montrant que la partie haute de l'appareil. Sur la figure 4, la broche n'est pas inclinée par rapport à la plaque supérieure de coeur et le porte-sonde n'a donc pas subi de rotation. La figure 5 est une figure semblable à la figure 4 mais dans laquelle la broche est inclinée par rapport à la plaque supérieure de coeur et le porte-sonde a par conséquent subi une légère rotation d'une inclinaison égale à l'inclinaison de la broche. Sur les figures, on a représenté une broche 1 vissée à l'extrémi- té d'un tube guide non représenté, au moyen d'un filetage 2 pour servir de liaison entre le tube-guide et la plaque supérieure 3 de coeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression. La broche 1 est divisée par une fente 4 en deux branches 5 et 6. L'appareil de contrôle selon l'invention est destiné à contrôler des défauts tels que les défauts 7 à 450 ou les défauts 8 situés dans les branches de la broche 1 mais aussi les amorces de rupture 9 à la base de la partie filetee 2 de la broche 1. L'appareil de contrôle selon l'invention est constitué d'un bâti 10 susceptible d'être déplacé, par exemple au moyen de la machine décrite dans la demande de brevet français n" 80-25865 citée plus haut, d'un support 11 mobile en rotation autour d'un axe 12 du bati 10, d'un porte-sonde 13 susceptible de se mouvoir dans un berceau 14 du support 11 et sur lequel est articulée une sonde ultrasonique 15. La sonde 15 comporte un émetteur et un récepteur d'ultra-sons dont les axes sont situés dans un même plan ; la sonde 15 a ainsi deux plans de symétrie : le plan des axes de l'émetteur et du recepteur et le plan perpendiculaire à ce plan, passant par l'axe de la sonde 15. Dans le cas que nous décrivons, la sonde 15 est munie d'une lame 16 située dans l'un des plans de symétrie de la sonde et susceptible de tourner autour d'un axe 17 du porte-sonde 13. Le mouvement de rotation de la lame 16 autour de l'axe 17 est limité par deux butées 18 et 18' ; le montage de la lame 16 sur le porte-sonde 13 est donc un montage flottant qui permet l'introduction de la lame 16 dans la fente 4 de la broche 1 même si l'appareil de contrôle n'a pas été amené exactement dans l'axe de la fente 4, en particulier si la broche 1 se trouve dans une position légèrement décalée ou inclinée par rapport à la position qu'elle devrait avoir. L'émetteur et le récepteur d'ultra-sons sont placés dans un cadre 21 solidaire de la lame 16 et au fond duquel sont placés deux ressorts 22 et 22' qui assurent un effort de plaquage sur les deux branches 5 et 6 de la broche 1. Les transmissions des données électriques sont assurées au moyen de câbles 23 et 23'. Le porte-sonde 13 peut être entrainé en rotation grâce à un moteur 24 et à un réducteur 25. Ce dernier engrène sur un axe 26 muni d'un pignon 27 qui à son tour entraine une crémaillère 28. La crémaillère 28 est usinée à la partie inférieure du porte-sonde 13 qui peut ainsi glisser dans le berceau 14. L'écartement de ce dernier est ajusté par une cale 29 afin de limiter l'usure des billes latérales 30. Un potentiomètre 31 permet la co-ande du moteur 24. Les moyens que nous venons de décrire pour faire tourner le portesonde 13 sont placés sur le support 11, mobile autour de l'axe 12 et muni de moyens pour le faire tourner et pour l'arrêter dans deux positions à 180 '. Les moyens de mise en rotation du support 11 sont des moyens pneumatiques représentés à la figure 2 : un piston 32 muni à ses deux extrémités de joints à lèvres 33 assurant l'étanchéité peut se déplacer en translation longitudinale quand on envoie un fluide comprimé en 34 ou en 34'. Lors de son mouvement de translation, le piston 32 entraine en rotation l'axe 12 au moyen d'une crémaillère 35. L'axe 12 est monté sur deux roulements à billes 36 et 36'.La course du piston est telle qu'elle correspond à une rotation de 1800 et, puisque cette commande hydraulique à tiroirs ne fonctionne qu'en tout ou rien, le support 11 peut prendre deux positions à 180e qui correspondent à un retournement à 1800 de la lame 16. Ce retournement permet d'émettre sur chacune des branches 5 et 6 de la broche 1, c'est à dire de placer l'émetteur 19 successivement sous l'une des branches 5 et 6 de la broche 1. Le fonctionnement de l'appareil de contrôle selon l'invention est le suivant On approche l'appareil de la broche 1 que l'on veut contrôler au moyen d'une machine telle que décrite dans la demande de brevet français n" 80-25865. Le montage flottant de la lame permet la pénétration de la lame 16 dans la fente 4 dans tous les cas même si la fente 4 est légèrement décalée ou inclinée par rapport à sa position correcte. Le plan de symétrie de la sonde-passant par la lame 16 est donc perpendiculaire aux surfaces extrêmes 5' et 6' des deux branches 5 et 6 contre lesquelles la sonde 15 vient s'appliquer. Toutefois, si la broche 1 est inclinée de sorte que le deuxième plan de symétrie de la sonde, c'est à dire le plan perpendiculaire au plan de la lame 16 n'est pas perpendiculaire aux surfaces extrêmes 5' et 6' des branches 5 et 6 de la broche, émetteur et le récepteur sont mal appliqués contre ces surfaces: l'émission et par conséquent la réception des ultrasons n'est pas parfaite et les signaux qui nous intéressent peuvent se confondre avec le bruit de fond. Afin de régler l'incidence de la sonde 15 sur la broche 1, on agit sur le moteur 24 au moyen du potentiomètre 31 pour faire tourner le porte-sonde 13 jusqu'à ce que le deuxième plan de symétrie de la sonde soit lui aussi perpendiculaire aux surfaces extrêmes 5' et 6' des branches 5 et 6 de la broche : l'émetteur et le récepteur sont alors parfaitement appliqués contre ces surfaces. Pendant le fonctionnement du moteur on peut surveiller le signal reçu par le récepteur sur un oscilloscope afin d'arrêter le moteur au moment où ce signal apparait être le meilleur c'est à dire le plus distinct du bruit de fond. Une fois la sonde bien appliquée contre la broche, on peut procéder au contrôle de celle-ci et plus précisément au contrôlede la branche contre laquelle est appliqué l'émetteur. Pour contrôler l'autre branche, il faut, après avoir préalable- ment descendu légèrement l'appareil pour dégager la lame de la broche, effectuer un retournement à 1800 de la sonde en agissant sur le piston 32 au moyen de la commande pneumatique décrite plus haut, puis remonter la sonde pour réengager la lame dans la fente. Une fois que l'on a effectué le contrôle de la seconde branche, on retire l'appareil et on le place en position de contrôle d'une broche voisine. L'appareil que l'on vient de décrire permet de contrôler avec grande précision une pièce telle qu'une broche élastique. La tres bonne qualité du contrôle permet de détecter des défauts que l'on ne détectait pas auparavant tels que les défauts 7 et 9. On peut donc grâce à l'appareil selon l'invention effectuer des contrôles très fiables de pièces, en particulier dans le domaine nucléaire. La possibilité de retourner la sonde à 1800 permet de contrôler la totalité de la pièce sans effectuer un retournement de la totalité de l'appareil et entraine un gain de temps très appréciable. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit uniquement à titre d'exemple mais elle couvre également les autres modes qui n'en diffèreraient que par des détails, par des variantes d'exécution ou par l'utilisation de moyens équivalents dans le cadre des revendica tions. En particulier l'invention peut s'appliquer au contrôle d'une pièce quelconque non munie de fente. Dans ce cas, la sonde ne comporte pas de lame. D'autre part, si la sonde est munie d'une lame, celle-ci peut être montée fixe sur le porte-sonde ; l'émetteur et le récepteur peuvent en outre être placés à l'intérieur de la lame, dans des logements prévus à cet effet. REVENDICATIONS 1. Appareil de contrôle d'une pièce par ultra-sons comportant une sonde ultrasonique portée par un bâti susceptible d'être déplacé de façon à ce que la sonde vienne en contact avec la pièce, avec l'un des plans de symétrie de la sonde perpendiculaire à la surface de la pièce, caractérisé par le fait que la sonde (15) est solidaire d'un porte-sonde (13) mobile en rotation parallèlement audit plan et munie de moyens (24) pour le faire tourner jusqu'à ce que les deux plans de symétrie de la sonde (15) soient perpendiculaires à la surface de la pièce (1). 2. Appareil de contrôle selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le porte-sonde (13) est placé sur un support (11) mobile autour de l'axe (12) du bâti (10) et muni de moyens (32) pour le faire tourner et pour l'arrêter dans deux positions à 1800.