Brevet FR2593095A1 — publié le 19870724

La présente invention se rapporte au redressement de tubes à section droite hexagonale, qui ont été gauchis ou courbés longitudinalement. Elle est applicable en particulier aux tubes de chemisage de sous-assemblages combustibles tels que ceux qui sont utilisés dans les réacteurs nucléaires à refroidissement par un métal liquide. On constate parfois dans la fabrication de ces tubes qu'ils présentent une cour- bure ou un gauchissemet inacceptable après des opérations telles que la soudure de patins d'usure sur ces tubes et un traitement thermique. Lorsque les tubes ont subi un trai- tement thermique final, il a été investi pour leur production des frais élevés, bien supérieurs au prix reel du métal utilisé, et il est donc nécessaire de disposer d'un procédé satisfaisant de correction du gauchissement longitudinal de façon à réduire à son minimum le nombre de rebuts. Le procédé, selon l'invention, de redressement de tubes à section droite hexagonale, courbés longitudinalement, comporte les étapes suivantes: a. on monte le tube de manière qu'il puisse tourner sur un axe de rotation bien défini coïncidant appro- ximativement avec son axe longitudinal; b. pour chacun de divers emplacements répartis axialement le long du tube, on fait tourner celuici pas à pas sur l'axe de rotation, de manière a amener chacune de ses faces ou arêtes à une position de mesure et on mesure la position de chaque face ou arête par rapport à un point de référence qui est commun à toutes ces faces ou arêtes à l'emplacement axial respectif; c. on déduit de ces mesures le sens de courbure prédominant sur au moins deux régions de la longueur du tube; d. on choisit pour chacune de ces régions l'empla- cement et la face ou l'arête sur lesquels on applique une charge transversale de déformation du tube; et e. on applique cette charge à chacun de ces emplacements et faces ou arêtes choisis tout en soutenant le tube de part et d'autre de chacun desdits emplacements et en le soutenant intérieurement à l'emplacement respectif. Après l'étape (e), il est possible d'exécuter de nouveau l'étape (b) et, si l'importance du gauchissement longitudinal continue à être supérieure à des limites accep- tables, on peut répéter les étapes (c), (d) et (e), puis de nouveau l'étape (T) et répéter encore (c), (d), (e) et (b) autant qu'il le faut. Typiquement, on peut répéter les étapes (b) à (e) trois ou quatre fois au moins avant d'obtenir une correction acceptable du gauchissement longitudinal. On utilise de préférence au moins quatre empla- cements pour effectuer les mesures de l'étape (b) et l'on peut analyser les valeurs mesuées pour chaque groupe de trois emplacements adjacents pour déterminer le sens prédominant de la courbure sur la longueur de. tube couyerte par ces trois emplacements. Pour favoriser une compréhension plus complète de l'invention, on va maintenant décrirede façon plus détaillée et à titre d'exemple nullement limitatif, une forme de réali- sation présentée en regard des dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une élévation schématique de face d'un dispositif redresseur pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention; la figure 2 est une vue en bout de l'élément qui applique la charge; la figure 3 est une vue en bout avec coupe par- tielle de l'un des mécanismes de levée du dispositif; la figure 4 est une vue en bout d'un tube hexagonal dont les faces et les arêtes sont désignées respectivement par des chiffres et des lettres; et les figures 5A à 5E sont des graphiques de mesure typiques faites à divers emplacements (a-e) sur la longueur d'un tube de chemisage, et elles représentent quatre phases de l'action de correction. Le dispositif représenté sur les figures 1 à 3 comprend un banc 10 sur lequel sont montés deux jeux 12, 14 de rouleaux, chacun de ces jeux 12, 14 étant composé de deux rouleaux écartés transversalement (dont un seul est repré- senté de chaque côté de la figure 1), destinés à contenir, tout en leur permettant de tourner, deux bagues auréolaires 16, 18, respectivement. Chacune de ces bagues 16, 18 est montée près d'une extrémité respective du tube hexagonal 20 qu'il s'agit de redresser. Les bagues 16, 18 sont ajustées de façon que les mêmes séries composées d'une face sur deux du tube leur soient au moins approximativement concentriques. C'est ainsi que, par référence à la figure 4, les bagues 16,- 18 peuvent être ajustées de façon que les faces ou plats 1, 3 et 5 leur soient concentriques aux deux extrémités du tube. Le dispositif comporte aussi un portique mobile 22, monté de façon à coulisser le long du banc 10, un vérin hy- draulique 24 (figure 2) monté au milieu de ce portique, deux mécanismes 26 de levée (figure 3) destinés à faire monter et abaisser le tube et un certain nombre d'entretoises 28, dont une seule est représentée sur la figure 2. Le vérin 24 peut venir en prise avec le tube 20 par l'intermédiaire d'une matrice 30, qui est conformée de façon à venir en contact avec ce tube lorsqu'il est orienté de manière à présenter une face (figure 2) ou une arête au-dessus. Dans ce dernier cas, l'arête vient en contact avec les flancs d'un évidement 32 en V de la matrice 30. Le mécanisme de levée 26 comporte des supports 34, qui sont aussi destinés à soutenir le tube lorsqu'il présente en dessous une face ou une arête et qui sont portés par les tiges 36 des pistons de vérins pneumatiques 38, lesquelles ont pour effet de soulever le tube quand elles sont complètement déployées, en écartant les bagues des rouleaux 12, 14 et de permettre de mettre les entretoises 28 en place de manière à soutenir le tube à des emplacements choisis quand les supports 34 ont été reculés. Les entretoises 28 ont les dimensions vou- lues pour que les bagues 16, 18 restent bien écartées des rouleaux. Lorsque le tube 20 a été monté comme le représente la figure 1, on procède comme suit: on fait d'abord tourner ce tube jusqu'à ce qu'une de ses faces se trouve au-dessus. On mesure la position en hauteur de cette face à chacun des emplacements a, b, c, d et e, en utilisant un instrument ap- proprié. Puis on fait tourner le tube de 600 et on repète les mesures sur la face qui est alors en dessus. On répète ces opérations pour chacune des six faces, ce qui donne pour chaque emplacement a à e une série de mesures, obtenues toutes par rapport à un point de référence commun. On traite ensuite ces mesures en calculant la différence entre les valeurs obtenues pour les faces opposées, c'est-à-dire, sur la figure 4, les faces 1 et 4, 2 et 5 et 3 et 6. Ces dif- férences donnent une mesure de l'importance du décalage du plan médian entre chaque couple de faces à chacun des empla- cements a à e, du fait du gauchissement du tube. Ces valeurs de la différence peuvent être figurées graphiquement de la manière représentée sur les figures A à 5E. Ainsi, sur la figure 5A, qui représente l'importance du gauchissement avant toute action corrective, à l'empla- cement a la différence pour les faces 1 et 4 est égale à - 1,18 mm, à l'emplacement b elle est égale à + 0,15 mm, etc. L'examen de la figure 5A révèle que, sur la longueur du tube comprise entre les emplacements a et c, par- exemple, les courbures dans les plans médians aux face 1 et 4 et 2 et 5, respectivement, sont assez importantes et orientées dans le même sens, alors que la courbure dans le plan médian aux faces 3 et 6 l'est moins. Le sens de la courbure prédominant entre les emplacements a et c comprend donc des composantes normales aux faces 1 et 4 et 2 et 5, respec- tivement et on peut voir d'après cette analyse qu'il est possible d'effectuer une action correctrice à l'emplacement b en appliquant une charge sur l'arête A du tube. Des analyses analogues faites sur les longueurs de tube comprises entre les emplacements b et d d'une part, et c et e d'autre part indiquent qu'il est possible de compenser la courbure qui existe sur ces longueurs, aux emplacements c et d, res- pectivement, en appliquant encore une charge sur l'arête A dans les deux cas. Lorsqu'on a déterminé les emplacements et les faces ou arêtes (dans ce cas les six arêtes) sur lesquels il con- vient d'appliquer une charge, on soulève le tube au moyen des mécanismes 26 et on insère des entretoises 28 de façon à soutenir ce tube, son arête D étant en dessous, ces entre- toises étant disposées initialement de part et d'autre de l'emplacement b, par exemple aux emplacements a et c ou à leur voisinage. On utilise deux types d'entretoises pour satisfaire aux cas o il faut soutenir le tube par une face ou par une arête. Lorsque les entretoises 28 ont été mises en place, on fait reculer les mécanismes de levée de façon à faire reposer le tube sur elles, les bagues 16, 18 étant écartées des rouleaux 12, 14. On amène le portique 22 à l'emplacement b et l'on introduit dans le tube un support non représenté jusqu'à cet emplacement b. Ce support est destiné à empêcher le tube de s'écraser lorsqu'il est soumis à une charge, en répartissant cette charge sur le dessous de ce tube. Ledit support est opportunément une pièce hexa- gonale ayant les dimensions voulues pour coulisser librement dans le tube et montée à l'extrémité d'une tige, de maniere à faciliter sa mise en place dans ce tube. Une fois que le portique et le support intérieur ont été disposés à l'emplacement b, on fait fonctionner le vérin 24 de façon qu'il vienne en contact avec l'arête A du tube par l'intermédiaire de la matrice 30, la valeur de la charge appliquée étant choisie de maniere que le tube soit déformé au-delà de, sa limite élastique, en créant une déformation permanente à l'emplacement b. En pratique, la valeur de la charge appropriée peut être déterminée empiri- quement, compte tenu de la longueur de tube non soutenue et de la matière dont ce tube est constitué. Les surfaces de la matrice 30 en contact avec le tube sont recouvertes d'une matière qui empêche ce tube d'être détérioré. Lorsqu'une charge a été appliquee a l'emplacement b, on répète les mêmes opérations à chacun des autres emplacements o il faut appliquer une charge, c'est-à-dire les emplacements c et d dans le cas présent. Après l'application de charges aux emplacements b, c et d, on soulève le tube au moyen des mecanismes 26, on retire les entretoises 28 et on fait redescendre ce tube de façon que les rouleaux 12, 14 le soutiennent par l'intermé- diaire des bagues 16 et 18. On recommence alors les mesures décrites plus haut et l'on analyse les résultats, voir fi- gure 5B. On voit sur cette figure 5B qu'entre les empla- cements a et c la courbure dans les plans médians aux faces 1, 4 et 2, 5 est prédominante, qu'entre les emplacements b et d, il n'y a pas de courbure prédominante et qu'entre les emplacements c et e. c'est la courbure dans les plans aux faces 1, 4 et 2, 5 qui est prédominante, le sens de cette courbure étant opposé à celui de celle qui existe entre les emplacements a et c. On peut donc voir, d'après cette figure 5B, qu'à l'emplacement b il faut appliquer une charge sur l'arête A du tube et qu'à l'emplacement d c'est sur l'arête D qu'il faut appliquer une charge. On entreprend donc les opérations de charge de la manière décrite précédem- ment. Après cette seconde phase de charges, dans l'exem- ple en question, d'autres mesures ont donné la figure 5C, ave les conclusions qu'il fallait de nouveau appliquer une charge sur l'arête A dans le cas de l'emplacement b, sur la face 2 dans le cas de l'emplacement c et sur cette face 2 dans le cas de l'emplacement d. Dans ces deux derniers cas, on voit sur la figure 5C qu'entre les emplacements b et d d'une part et c et e d'autre part, la courbure est prédomi- nante dns le plan médian aux faces 2 et 5. La figure 5D indique le résultat des charges appliquées conformément à l'analyse de la figure 5C. On voit qu'entre les emplacements a et c il y a dans les trois plans médians des composantes orientées dans des sens correspondant à l'application d'une charge corrective sur la face 2. Entre les emplacements c et e, il n'est pas indiqué de courbure significative, et il a été considéré qu'il n'éetait pas necessaire d'appliquer une charge à l'emplacement d. Entre les emplacements b et d, la courbure est prédomi- nante dans les plans médians aux faces 1, 4 et 2, 5 et il a par conséquent été décidé d'appliquer une charge par l'inter- médiaire de l'arête A, à l'emplacement b. La figure 5E repré- sente le résultat de l'application de ces charges et il a été considéré qu'elle représentait une correction adéquate pour satisfaire aux tolérances exigées pour le tube consi- déré. Bien que, dans la description ci-dessus, des me- sures aient été faites a cinq emplacements, il est possible de choisir un plus grand nombre de ces emplacements. Par ailleurs, on peut, si on le désire, faire les mesures sur les arêtes du tube au lieu de les faire sur les faces. Il est aussi possible d'utiliser une certaine automatisation. Par exemple, les dispositifs de mesure de chaque emplacement peuvent être actionnés automatiquement quand le tube a été amene pas à pas à chacune des positions de mesure. L'analyse des résultats peut être faite par un ordinateur et la mise en place et le fonctionnement du vérin qui applique les charges, le fonctionnement des mécanismes de levée et la mise en place des supports du tube peuvent être effectues automatiquement, de façon que chaque série de mesures et de charges correctives appliquées au tube soit exécutée automa- tiquement. Comme mentionné précédemment, la valeur de la charge appliquée a chque emplacement peut être déterminée de maniere empirique. Il est possible généralement de déter- miner cette valeur par l'expérience, en tenant compte du fait qu'il faut éviter un excès de flexion, car cela pourrait avoir pour conséquence de donner au tube une plus grande courbure et d'augmenter le nombre d'étapes nécessaires pour bien ramener le gauchissement à une valeur acceptable. Il va de soi qu'il est possible, sans s'écarter du domaine de l'invention, d'apporter diverses modifications au procédé de redressement de tubes décrit. REVENDICATIONS 1. Procédé de redressement d'un tube à section droite hexagonale, courbé longitudinalement, procédé caracté- rise par les etapes suivantes: a. on monte le tube (20) de façon qu'il puisse tourner sur un axe de rotation bien défini coïncidant appro- ximativement avec son axe longitudinal; b. pour chacun d'un certain nombre d'emplacements (a à e, par exemple), répartis axialement le long du tube, on fait tourner celui-ci pas à pas sur cet axe de rotation de façon a amener, soit chacune de ses faces (1 à 6), soit cha- cune de ses arêtes (A à F) à une position de mesure, et on mesure la position de chacune de ces faces ou arêtes par rap- port à un point de référence qui est commun à toutes lesdites faces ou arêtes à l'emplacement axial respectif; c. on déduit de ces mesures le sens prédominant de la courbure dans au moins deux regions de la longueur du tube, d. on choisit pour chacune de ces régions l'empla- cement et la face ou l'arête o il faut appliquer une charge transversale destinée à déformer le tube; et e. on applique cette charge à chaque emplacement et chaque face ou arête choisis, tout en soutenant le tube de part et d'autre de l'emplacement respectif et en le soutenant intérieurement à cet emplacement. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on répète l'étape (b) et, si l'importance de la courbure longitudinale est superieure à des valeurs li- mites acceptables, on répète les étapes (c), (d) et (e) et de nouveau l'étape (b), puis les étapes (c), (d), (e) et (b) autant de fois que necessaire. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on utilise au moins quatre empla- cements pour effectuer les mesures selon l'étape (b), et on analyse les valeurs obtenues pour chaque série de trois emplacements adjacents, de façon à déterminer le sens pré- dominant de la courbure sur la longueur de tube couverte par ces trois emplacements.