Brevet FR2598950A1 — publié le 19871127

DISPOSITIF DE SOUDAGE POUR INTERVENTION DANS LES GENERATEURS DE VAPEUR L'invention concerne un dispositif de soudage destiné à la réparation de tubes de générateurs de vapeur (GV) de réacteurs nucléaires# par soudage soit de manchettes internes, soit d'une nouvelle extrémité de tube, par télémanipulation. Ces manchettes viennent recouvrir des fissures ou des piqûres éventuelles, afin de restaurer l'étanchéité des tubes; et elles sont soudées soit a clin, soit "en clou" (c'est à dire en formant un bain de soudage qui traverse une partie courante de la manchette) sur le tube. Lorsque l'on remplace une extrémité de tube, on procède par un sectionnement et une extraction de la partie endommagée et on raboute par soudage un tronçon sain, neuf. Du fait du manque de recul devant la plaque tubulaire, notamment en zone périphérique, il est nécessaire d'utiliser des outils "souples". La conception et la réalisation de ces dispositifs souples posent de difficiles problèmes technologiques notamment par le manque de recul à l'intérieur de la botte à eau, par le poids et l'inertie des cables d'alimentation qui perturbent le bon fonctionnement des sytèmes d'entraînement d'outils miniaturisés, et par la nécessité de devoir régulièrement réajuster rapidement la qualité de l'électrode de soudage au fur et à mesure des soudures. La présente invention concerne un dispositif de soudage "souple" permettant l'accès à toute la surface de la plaque tubulaire, qui est affranchit des problèmes de cablerie et qui réponde aux astreintes d'un réaffutage rapide de l'électrode au fur et à mesure de l'intervention. Elle est caractérisée par le fait que la soudeuse est décomposée en deux parties complètement distinctes: d'une part une partie aisément et rapidement amovible (la torche de soudage proprement dite), d'autre part une partie embarquée (la "tournette" d'entraînement en rotation) sur le télémanipulateur de positionnement. Elle est caractérisée par le fait que la connection électrique de l'électrode se fait au niveau du mécanisme d'entraînement. Sur la figure 1 est schématisé un générateur de vapeur (GV) avec ses tubes en U 903, sa plaque tubulaire 902, le bol 901 où l'on effectue les interventions et la plaque de partition 904; le trou d'homme d'accès 905 et la canalisation du circuit primaire 906. Les figures 2a,b décrivent la torche amovible de soudage. La figure 3 montre la tournette de serrage, d'entraînement et d'alimentation électrique. Sur la figure 4a est représenté le dispositif de soudage monté sur un télémanipulateur d'intervention placé dans le bol GV. Sur la figure 4b on voit la torche de soudage montée dans la "tournette" d'entraînement. La figure 5 représente une variante de l'assemblage torche/"tournette", où l'alimentation électrique et en gaz neutre de la torche est assurée par la tournette embarquée sur télémanipulateur. Sur la figure 2a la tata de soudage est disposée pour une soudure à clin de la manchette 50 sur le tube 51. L'électrode 52 est positionnée en regard de l'extrémité supérieure de la manchette. La tête de soudage vient en appui sur la base 53 de la manchette. La torche de soudage comprend une partie rigide supérieure, une partie souple intermédiaire et une partie rigide inférieure. Elle est prolongée par un flexible d'alimentation en gaz neutre. La partie rigide supêrieure comprend un nez isolant 54, un barreau conducteur 55 sur laquelle est fixée l'électrode 52, un diffuseur de gaz 56 en matériau isolant, une entretoise tubulaire isolante 57 sur laquelle est vissé un raccord métallique 58 de liaison à la partie souple intermédiaire. Cette entretoise est percée d'orifices 65 de circulation de gaz neutre. La partie souple intermédiaire comprend un flexible extérieur 59 de confinement du gaz, une tresse métallique 60 d'alimentation électrique qui est raccordée au barreau 55. Cette partie souple se prolonge en dessous de la plaque tubulaire 61. La tresse d'alimentation électrique 60 est pourvue sur toute sa longueur d'une gaine isolante 72 thermorétractable. La partie rigide inférieure (figure 2b) comprend: un raccord métallique 62 de liaison à la gaine souple 59, une entretoise isolante 63, un connecteur cylindrique 64 sur lequel est soudée la tresse 60. Ce connecteur est percé d'orifices 66 de circulation de gaz. Il est relié à une bague isolante 67 dans laquelle est monté un passage tournant composé de deux pièces 68 et 69 montées sur des bagues autolubrifiantes 70. Le flexible 71 d'alimentation en gaz est raccordé à 69. Grâce à ce passage tournant, le flexible 71 n'est pas entraîné en rotation par la torche de soudage. La tournette (fig.3) assure trois fonctions: la préhension de la torche, son entraînement en rotation, l'alimentation électrique de la torche. La préhension est assurée par des cames 80 de serrage dont l'ou#erture et la fermeture sont commandées par entraînement d'un pignon 81 actionné par une crémaillère 82 à commande pneumatique à double effet. Un collecteur tournant avec ses trois joints 89 assure l'alimentation pneumatique. L'entraînement en rotation est commandé par le moteur 83 attaquant un jeu de pignons 84 relié au rotor 85 qui supporte les cames 80. Un codeur 86 assiste à la programmation du soudage. ta partie mobile est contenue dans un "stator" 87; le tout est enfermé dans le carter isolant 88. La borne électrique 90 est fixée au stator 87, le courant est transmis au rotor 85 par frottement selon des moyens classiques; et arrive sur les cames métalliques de serrage qui alimentent la torche de soudage. La figure 4a schématise la mise en oeuvre de l'ensemble de soudage par un télémanipulateur 91 desservant la plaque tubulaire 902 du GV. Un presseur à galets 93, serrant sur l'ombilic souple 71, engage la tête de soudage dans la plaque tubulaire, au travers de la tournette 92. Le flexible 71 ainsi que les cables d'alimentation 94 du télémanipdlaç ur sont disposés en boucle dans le fond du GV pour, en partie, alléger --3e leur poids le télémanipulateur. Sur la figure 4b est représentée la torche montée dans la tournette. Lorsque la tête de soudage 59 est engagée en butée dans le tube à traiter, le connecteur cylindrlque 64 se trouve engagé au niveau des cames de serrage 80 solidaires du rotor 85, l'ensemble tournant dans le strator 87. La figure 5 représente une variante de l'assemblage torche/tournette, où la torche est Introduite à frottement dans la tournette et se comporte comme une broche électrique. Les contacts et le frottement sont assurés par des lamelles métalliques élastiques 95 portées par le connecteur 64 de la torche. Le rotor métallique 96 baigne dans un collecteur électrique à mercure 97. Cette disposition permet d'éviter des joints d'étanchéité entre rotor et stator et donc de réduire les frottements. En variante ces lamelles flexibles seront intégrées dans la tournette, et la torche n'en comporterait pas. L'alimentation en gaz de soudage est également assuré au niveau de la torche par une rainure de distribution 98 ménagée dans la tournette. Des joints à levures d'étanchéité 99 assurent l'étanchéité du circuit de gaz. Dans ces conditions il n'est pas besoin d'adjoindre un ombilic à la torche de soudage, il suffit d'un court prolongateur souple destiné à la motorisation verticale au niveau du presseur 93. Dans ces conditions la torche est évidemment totalement affranchie du poids et des torsions des cables d'alimentation puisque ceux ci n'y sont plus reliés. REVENDICATIONS Revendication 1: Dispositif de soudage destiné à la réparation de tubes de générateurs de vapeur (GV) de réacteurs nucléaires par soudage soit de manchettes internes, soit d'une nouvelle extrémité de tube, par télémanipulation, permettant l'accès toute la surface de la plaque tubulaire. Il est caractérisé en ce qu'il est constitué de deux parties complètement distinctes, séparées, à savoir: d'une part une torche de soudage, aisément et rapidement amovible du dispositif (la torche de soudage proprement dite), d'autre part un dispositif d'entraînement en rotation ("tournette"), qui est embarqué sur le télémanipulateur de positionnement; et que des connections électriques nécessaires au soudage sont établies entre ces deux parties. Revendication 2: Dispositif de soudage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la torche de soudage comprend trois parties: une tête rigide portant l'électrode 52, une partie souple 59, une partie inférieure rigide pourvue d'un corps métallique 6A sur lequel s'effectue l'arrivée du courant électrique de soudage; et qu'elle est entièrement isolée extérieurement hormis ce connecteur 64. Revendication 3: Dispositif de soudage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement en rotation assure trois fonctions: la préhension de la torche, son entraînement en rotation, l'alimentation électrique de la torche. Revendication 4: Dispositif de soudage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la torche de soudage est reliée en sa partie inférieure à un canalisation souple 71 d'alimentation en gaz par un passage tournant composé de deux pièces 68 et 69 montées sur des bagues autolubrifiantes 70. Revendication 5: Dispositif de soudage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement en rotation assure la préhension de la torche par des cames 80 de serrage servant également de bornes électriques pour transmettre le courant au connecteur 64 de la torche. Revendication 6: Dispositif de soudage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la torche de soudage comporte des lamelles flexibles métalliques 95 qui établissent le contact électrique à l'intérieur de la tournette. Revendication 7: Dispositif de soudage selon les revendications 3 et 6, caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement en rotation assure le contact électrique et la préhension de la torche par l'introduction de la torche à frottement doux au travers du dispositif d'entraînement, le frottement étant réalisé par l'intermédiaire de lamelles flexibles 95 portées par la torche ou par la tournette. La tournette est également pourvue d'un collecteur tournant à mercure 97 permettant des rotations sans frottement. Revendication 8: Dispositif de soudage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement en rotation comporte une distribution de gaz 98 alimentant directement la torche de soudage.