Brevet FR2561962A1 — publié le 19851004

Procédé et dispositif pour préparer _avec manipulation à distance, les deux extrémités d'un tube, formées par le sciage d'un élément de tube, d'une conduite tubulaire ainsi subdivisée. L'invention concerne un procédé pour effectuer l'entretien, avec manipulation à distance, de conduites tubulaires dans une cellule chargée de radioactivité, no- tamment une cellule de grande taille d'une installation de retraitement de substances nucléaires épuisées, et selon lequel on découpe par sciage un élément de tube, devant être éliminé, d'une conduite tubulaire et l'on sou- de un élément de tube de rechange dans la conduite tu- bulaire. Dans les cellules blindées, chargées de radio- activité et utilisées dans la technique nucléaire, par exemple des cellules de grande taille d'installations de retraitement nucléaires, la maintenance des composants opératoires et des conduites tubulaires, reliant ces composants, doit être réalisée par manipulation à dis- tance. Il peut être nécessaire de retirer d'une conduite tubulaire un élément de tube non étanche présentant des fuites et de souder à sa place, par manipulation à dis- tance, un élément de tube de reehange dans la conduite tubulaire. Avant de pouvoir souder l'élément de tube de rechange préparé à l'extérieur de la cellule, il faut que les deux surfaces de sciage des extrémités de tube obte- nues de la conduite tubulaire soient usinées. La longueur de l'élément de tube de rechange doit correspondre à la distance entre les deux surfaces frontales des extrémités de tube de la conduite tubulaire. L'invention a pour but de concevoir un procédé du type mentionné au début de la description de telle sorte que la préparation des extrémités de tube de la conduite tubulaire subdivisée soit possible, moyennant une faible dépense, pour le processus ultérieur de souda- ge. Le procédé doit permettre une réparation rapide et sure des extrémités de tube brutes de sciage et une in- sertion, précise du point de vue des cotes, de l'élément de tube de rechange. Ce problème est résolu conformément à l'invention grâce au fait qu'après la séparation de l'élément de tube, on aplanit à l'aide d'un outil la surface frontale de l'u- ne des deux extrémitésde tube obtenues et on réalise par usinage, sur le pourtour de l'extrémité, un évidement pour la formation d'un cordon de soudure ultérieur, que l'on choisit la surface frontale usinée en tant que premier point de référence pour une mesure de la distance entre les extrémités -de tube dobtenues par sciage, qu'on usine de la même manière l'autre extrémité du tube et qu'on choisit la surface frontale de cette extrémité de tube en tant que point terminal pour la section de mesure de longueur, qu'on réalise un élément de tube de rechange, dont la lon- gueur correspond à la distance déterminée existant entre les extrémités de-tube et que l'on introduit, par manipu- lation à distance, dans l'espace intercalaire compris entre les deux extrémités de tube et qu'on le soude à ces der- nières. Après avoir éliminé par sciage l'élément de tube défectueux, on usine tout d'abord une extrémité de tube avec formation de copeaux, de sorte que l'on obtient une surface frontale propre et la moitié d'une gorge de sou- dage. La surface frontale aplanie forme le premier point de référence d'une section de mesure de longueur. Le point terminal de cette section de mesure de longueur est la surface frontale usinée à l'état termine de l'extrémité de tube opposée. La longueur ainsi déterminée est utilisée lors de la fabrication de l'élément de tube de rechange. Selon un mode d'exécution avantageux de l'invention, après l'usinage de la première extrémité de tube, on dé- place l'outil jusqu'à l'autre extrémité de tube, on me- sure le déplacement de l'outil après l'usinage de cette autre extrémité de tube et on détermine, à partir de cette valeur de mesure, la longueur de l'élément de rechan- ge. L'avantage essentiel de ce mode opératoire réside dans le fait que pendant l'usinage des surfaces de sciage des deux extrémités de tube, avec enlèvement de copeaux, la distance réelle entre ces deux extrémités de tube est simultanément déterminée. Selon une autre variante avantageuse de l'inven- tion, simultanément lors de l'aplanissement de la surfa- ce frontale et de la réalisation de l'évidement périphéri- que d'une extrémité de tube, on aménage par tournage l'extrémité de tube de manière qu'elle soit rétrécie vers l'intérieur. Par suite de l'usinage conique par tour- nage de l'extrémité de tube, on obtient, une épaisseur de paroi égale pour cette extrémité de tube et l'élément de tube de rechange également usiné. L' égalité de l'é- paisseur des parois des éléments de tube au niveau des surfaces en aboutement est une exigence pour la mise en oeuvre du soudage automatique nécessaire. L'invention concerne égalemement un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé du type indiqué plus haut. L'invention a pour but de créer un dispositif à l'aide duquel il est possible de réaliser une préparation rapi- de et sûre des extrémités de tube brutes de sciage pour un soudage, précis du point de vue des cotes, de l'élé- ment de tube de rechange. Ce dispositif est caractérisé par le fait que sur un support de liaison se trouvent disposées deux unités de serrage pouvant être bloquées sur les extrémités de tube, et que sur le support de liaison se trouve disposé un chariot mobile qui porte l'unité d'usinage servant à usiner les extrémités de tube, et qu'il est prévu des moyens servant à détecter le trajet de déplacement de l'unité d'usinage. Le support de liaison est disposé pa- rallèlement à la conduite tubulaire subdivisée, après ser- rage du dispositif. Le chariot déplace l'unité d'usinage entre les deux extrémités de tube. On mesure le trajet de déplacement de l'unité d'usinage. Une réalisation avantageuse du dispositif confor- me à l'invention est caractérisé par le fait que le cha- riot est déplaçable par l'intermédiaire d'une broche file- tée disposée parallèlement au support de liaison et pouvant être entratnéepar un moteur électrique, et qu'il est pré- vu un capteur de position rotatif détectant les rotations de la broche filetée. Le nombre des rotations de la bro- che filetée est détecté par l'intermédiaire d'un capteur rotatif pendant le trajet de déplacement du chariot. A partir des grandeurs ainsi connues, on peut déterminer la longueur de la voie de déplacement. Si le dispositif conforme à l'invention est réa- lisé de telle sorte que l'unité d'usinage comporte un mo- teur électrique qui possède un arbre de sortie dont les extrémités respectives portent des têtes porte-couteaux, dans lesquelles les outils de coupe sont disposes, le tra- jet parcouru par le chariot est inférieur, de la distance existant entre les deux têtes porte-couteaux, à la longueur de l'élément effectivement découpé dans la conduite tubu- laire. Par suite de l'agencement de construction de l'uni- té d'usinage, cette distance est connue et peut par consé- quent être ajoutée à la longueur de déplacement mesurée. Le résultat correspond à la longueur nécessaire de l'élé- ment de tube de rechange devant être soudé. Cette réa- lisation présente comme avantage le fait que le dispositif servant à usiner les extrémités de tube en vis-à-vis res- te d'une constitution simple. Avantageusement le dispositif est agencé de telle sorte que dans chaque tête porte-couteaux se trouve dis- posé un premier couple d'outils de coupe disposé en vis-à- vis et servant à réaliser un évidement périphérique sur l'extrémité respective du tube, qu'à 90 du premier couple d'outils de coupe se trouve disposé un autre couple d'ou- tils de coupe servant à aplanir la surface frontale de l'extrémité de tube respective et que sur les axes de ro- tation des têtes porte-couteaux se trouve disposé respec- tivement un troisième couple d'outils de coupe comportant des outils de coupe en vis-à-vis, qui comportent des tran- chants de forme conique servant à produire un cône intérieur dans l'extrémité du tube et qui sont situés,suivant la direc- tion axiale en avant des deux autres couples d'outils de coupe. Selon une autre variante avantageuse de réalisation du dispositif, les outils de coupe sont radiaux et/ou peu- vent être déplacés; en outre,le dispositif peut comporter un bloc de manipulation servant à réaliser le transport, avec manipulation à distance, par l'intermédiaire d'un ma- nipulateur ou d'une grue. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description donnée ci- après,prise en référence aux dessins annexes, sur lesquels la figure 1 représente, sous forme simplifiée, la structure d'ensemble d'un dispositif servant à préparer les surfaces de sciage des extrémités de tube pour l'o- pération de soudage; la figure 2 représente une vue de face du dispositif 25619'62 appliqué sur les extrémités du tube, mais non encore serré; la figure 3 représente une vue de face d'une tête porte-couteaux; la figure 4 représente une vue en élévation latéra- le de la tête porte-couteaux; et la figure 5 représente une coupe longitudinale d'une extrémité de tube. Le dispositif représenté sur la figure 1 comporte un support de liaison 6, sur les deux extrémités duquel sont montés à demeure des porte-pinces 7 et 8. Des rails de guidage 9 sont disposés des deux c8tés sur le support de liaison 6, sur toute la longueur de ce dernier. Un cha- riot 11 est monté de façon à pouvoir être déplacé sur ces rails de guidage. Le chariot 11 peut être.déplacé le long du support de liaison 6 par l'intermédiaire d'une broche filetée 12 pouvant être entratnée en rotation par un mo- teur électrique. Un moteur électrique 13, qui comporte un arbre de sortie traversant portant à ses deux extrémités respectivement une tête porte-couteaux 14 15, est suspen- due au chariot 11. Les outils de coupe nécessaires pour l'usinage des extrémités de tube sont insérés dans les tê- tes porte-couteaux 14 et 15. Les porte-pinces 7 et 8 portent les unités de ser- rage respectives 21 et 22. Ces unités de serrage 21 et 22 sont constituées chacune de deux moto-réducteurs 23,24 ou 25 et de deux leviers à pince 26,27 et 28. Les deux leviers à pince 26 et 27 ou 28 d'une unité de serrage 21 ou 22 peuvent être entraînés en rotation autour d'un axe de ro- tation commun 29 par l'intermédiaire de leurs moto-ré- ducteurs associés 23,24 ou 25. L'axe de rotation 29 est disposé en position centrée dans un élément intercalai- re 31 monté sur l'extrémité inférieure du porte-pinces respectif 7 ou 8. Les moto-réducteurs 23,24 ou 25, dont les tiges de poussée déplaçables vers le bas agissent sur les leviers à pince 26 et 27 ou 28, sont fixées sur les côtes de l'élément intercalaire respectif 31. L'ensemble du dispositif peut être logé et trans- porté sur le bloc de manipulation 46, par l'intermédiai- re d'un manipulateur de force ou d'une grue mue par c&- ble. Les têtes porte-couteaux 14 et 15 forment chacune un porte-outils, dans lequel sont insérés les outils de coupe nécessaires pour l'usinage des extrémités de tube. Sur la figure 3 on a représenté la vue de face de la tê- te porte-couteaux 15. Il est prévu trois couples d'outils de coupe.SurAle pourtour intérieur de la tête porte-couteaux 15 se trou- vent disposes, dans des positions diamétralement opposées, deux outils 51, 52 d'un couple d'outils de coupe, qui sont montés radialement de telle sorte qu'ils permettent de réaliser la moitié 71 d'une gorge de soudage, que l'on désire aménager sur le pourtour extérieur de l'extrémité de tube 45. Un autre couple d'outils de coupe 54, 55, qui sert à aplanir la surface frontale de l'extrémité de tube , est disposé en étant décalé de 90 par rapport à ce couple d'outils de coupe 51,52. Un autre couple d'outils de coupe 56,57 est monté sur l'axe de rotation au centre du porte-outils 15. Les outils de coupe 56,57 sont disposés ici également dans des positions opposées. Er. outre,ils sont disposés suivant la direction axiale, en avant des autres couples d'outils de coupe 51, 52 et 54, 55 (figure 4). Avec le couple d'outils de coupe 56, 57 on réalise un usinage par tournage du diamètre intérieur de l'extrémité 45 du tube. Le porte- outils 14 possède la même constitution. On va décrire ci-après le mode de fonctionnement du dispositif décrit précédemment. Une fois qu'un élément de tube est enlevé par scia- ge, de façon télécommandée, à partir d'une conduite tu- bulaire, le dispositif est saisi par un manipulateur de force situé sur le bloc de manipulation 46 et est rap- proché de la conduite tubulaire subdivisée. Le sciage de l'élément de tube fait apparaître deux extrémités de tube en vis-à-vis 44 et 45, dont les surfaces frontales sont brutes de sciage. Le dispositif est positionné avec ses couples ouverts de leviers à pinces 26,27 ou 28 contre des extrémités de tube 44,45. Par suite de l'action- nement des motoréducteurs électriques 23,24 ou 25, le dispositif est serré sur les extrémités de tube 44 et 45. Les extrémités de tube 44 et 45 sont orientées de manière à être alignées réciproquement. La broche d'entraînement déplaçant le chariot 11 est entraînée en rotation par l'intermédiaire d'un moteur électrique ici non représenté de sorte que le chariot 11 se déplace avec l'unité d'usinage 13,14,15 en se plaçant contre une extrémité de tube 44. Lors d'une phase de tra- vail, la surface frontale 58 de cette extrémité de tube 44 est aplanie au moyen du couple d'outils de coupe 54,55, une moitié 53 d'une gorge de soudage est usinée sur son pourtour au moyen du couple d'outils de coupe 51,52 et, à l'aide du couple d'outils de coupe 56,57, on aménage l'ex- trémité de tube 44 de manière qu'elle possède une surface périphérique conique 61 se rétrécissant vers l'intérieur (figure 5). Une fois terminé ce processus d'usinage, la tige filetée 12 est entraînée dans le sens de rotation inver- se et le nombre des rotations est détecté et exploité par l'intermédiaire d'un capteur rotatif 62, par exemple un capteur rotatif inductif. L'unité d'usinage 13,14,15 est écartée de l'extrémité de tube 44 usinée et est amenée jusqu'à l'autre extrémité de tube 45 brute de sciage. Là, la même phase opératoire est exécutée. On obtient alors la moitié 71 d'une gorge de soudage, symrtrique de la moitié 53. Une fois terminée l'opération d'usinage sur cette extrémité de tube 45, la distance entre les deux surfa- ces frontales usinées 58 des deux extrémités de tube 44 et 45 est détectée au moyen de la rotation de la broche filetée 12 et est affichée. En dehors de la cellule, il est possible de réaliser la fabrication, à une longueur précise, d'un élément de tube de rechange qui correspond de façon précise à la distance existant entre les deux extrémités de tube 44 et 45 usinées et possède des bords de soudage de tube parallèles, qui se complètent avec les évidements périphériques respectifs 53 et 71 pour former deux gorges de soudage. Cet élément de tube de rechange est amené, par manipulation à distance, entre les deux extrémités de tube 44 et 45 et est soudé d'une manière commandée à distance. REVENDICATIONS 1. Procédé pour effectuer l'entretien, avec mani- pulation à distance, de conduits tubulaires dans une cel- lule chargée de radioactivité, notamment une cellule de grande taille d'une installation de retraitement de substances nucléaires épuisées, et selon lequel on découpe par sciage un élément de tube, devant être éliminé, d'une conduite tubulaire et l'on soude un élément de tube de rechange dans la conduite tubulaire, caractérisé en ce qu'après la séparation de l'élément de tube, on aplanit à l'aide d'un outil la surface frontale de l'une des deux extrémités de tube obtenues'et on réalise par usinage, sur le pourtour de l'extrémité, un évidement pour la for- mation d'un cordon de soudure ultérieur, que l'on choisit la surface frontale usinée en tant que premier point de référence pour une mesure de la distance entre les extré- mités -de tube obtenue par sciage, qu'on usine de la même manière l'autre extrémité du tube et qu'on choisit la sur- face frontale de cette extrémité de tube en tant que point terminal pour la section de mesure de longueur, qu'on réalise un élément de tube de rechange, dont la longueur correspond à la distance déterminée existant entre les extrémités de tube et qu'on l'introduit, par manipulation à distance, dans l'espace intercalaire compris entre les deux extrémités de tube et qu'on le soude à ces dernières. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé 1 1' par le fait qu'après l'usinage de la première extrémité du tube, on déplace l'outil jusqu'à l'autre extrémité de tube, qu'on mesure le déplacement de l'outil après l'u- sinage de cette autre extrémité de tube et qu'on détermi- ne, à partir de cette valeur de mesure, la longueur de l'élément de tube de rechange. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractéri- sé par le fait que l'usinage des deux extrémités de tube est réalisé respectivaent par un outilque les deux outils sont disposes en vis-à-vis sur un porte-outils, qu'après l'u- sinage de la première extrémité de tube, on déplace le porte-outils en direction de l'autre extrémité de tube, qu'on mesure le déplacement du porte-outils après l'usina- ge de ladite autre extrémité de tube et qu'on ajoute à cette valeur de mesure la distance entre les deux porte- outils. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé par le fait que simultanément lors de l'aplanissement de la surface frontale et de la réalisation de l'évidement périphérique d'une extrémité de tube, on aménage par tournage l'extrémité de tube de manière qu'elle soit rétrécie vers l'intérieur. 5. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, comportant un outil usinant les extrémités de tube de manière à préparer la mise en place d'un cordon de soudure, caractérisé par le fait que sur un support de liaison (6) se trouvent disposées deux unités de serrage (21,22) pouvant être bloquées sur les extrémités (44 et 45) de tube, et que sur le support de liaison (6) se trouve disposé un chariot mobile (11) qui porte l'unité d'usinage (13,14,15) servant à usiner les extrémités (44 et 45) de tube, et qu'il est prévu des moyens (62) servant à détecter le trajet de déplacement de l'uni- té d'usinage (13,14,15). 6. Dispositif suivant la revendication 5, caracté- risé par le fait que le chariot (11) est déplaçable par l'intermédiaire d'une broche filetée (12) disposée pa- rallèlement au support de liaison (6) pouvant être en- trainéepar un moteur électrique, et qu'il est prévu un - capteur de position rotatif (62) détectant les rotations de la broche filetée (12). 7. Dispositif selon la revendication 5, caractéri- sé par le fait que l'unité d'usinage (13,14,15) comporte un moteur électrique (13) qui possède un arbre de sortie dont les extrémités respectives portent des têtes porte- couteaux (14,15), dans lesquelles les outils de coupe sont disposes. 8. Dispositif suivant la revendication 7, caracté- risé par le fait que dans chaque tête porte-couteaux (14, 15) se trouve disposé un premier couple d'outils de cou- pe (51,52).disposé en vis-à-vis et servant à réaliser un évidement périphérique (53 ou 71) sur l'extrémité respecti- ve de tube (44,45), qu'à 90 du premier couple d'outils de coupe (51,52) se trouve disposé un autre couple d'ou- tils de coupe (54,55) servant à aplanir la surface fronta- le de l'extrémité respective de tube (44 ou 45), et que sur les axes de rotation des têtes porte-couteaux (14,15) se trouve disposé respectivement un troisième couple d'ou- tils de coupe (56,57) comportant des outils de coupe en vis-à-vis, qui comportent des tranchants de forme conique servant à produire un cône intérieur (61) dans l'extrémi- té (44,45) du tube et qui sont situés,suivant la direction axiale, en avant des deux autres couples d'outils de coupe (51,52 ou 54,55). 9. Dispositif suivant la revendication 8, caracté- risé par le fait que les outils de coupe (51,52,54,55,56, 57) sont radiaux et/ou déplaçables. 10. Dispositif suivant la revendication 5, caracté- risé par le fait que le dispositif comporte un bloc de ma- nipulation (46) servant à réaliser le transport, commandé à distance, par l'intermédiaire d'un manipulateur ou d'une grue.