Brevet FR2623279A1 — publié le 19890519

Procédé et appareil de marquage de tube d'échangeur à Plaque tubulaire La présente invention concerne un procédé et un appareil de marquage d'une extrémité d'un tube d'échangeur de chaleur du type à plaque tubulaire. Elle trouve une application particulièrement importante bien que non exclusive dans le domaine du marquage des tubes dans un échangeur de chaleur entre le réfrigérant primaire d'un réacteur, tel qu'un réacteur à eau sous pression ou PWR, et l'eau en phases liquide et vapeur constituant le réfrigérant secondaire. Il importe de repérer en les marquant les tubes fuitards pour pouvoir ensuite venir les obturer sans risque d'erreur sur le tube à condamner, l'obturation étant nécessaire pour éviter toute contamination par le circuit primaire éventuellement chargé en éléments radioactifs du circuit secondaire qui doit impérativement rester inactif. Les procédés et appareils de marquage connus de tubes d'échangeur de chaleur de ce type sont peu satisfaisants. Les marquages sont en effet réalisés manuellement de façon longue, fastidieuse et avec des risques d'erreurs très préjudiciables à la sécurité. L'invention vise à fournir un procédé et un appareil de marquage de tubes d'échangeur de chaleur à plaque tubulaire répondant mieux que ceux antérieureuement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce que le procédé de marquage permet de repérer rapidement l'une et/ou l'autre des extrémités d'un même tube fuitard sans risque d'erreur, en ne mettant en oeuvre que des moyens simples, aisément adaptables à un engin utilisé couramment dans la détection des fuites d'échangeur de chaleur de réacteur nucléaire. L'engin peut notamment etre du type couramment dénommé 'araignée'. On trouvera des constitutions possibles d'araignées en se reportant notamment aux documents US-A-4 018 345 (COMBUSTION ENGINEERING) et FR-A-2 309 314 (FRAMATOME). L'invention propose un procédé de marquage d'une extrémité d'un tube d'échangeur de chaleur tubulaire accessible depuis l'autre extrémité dudit tube, caractérisé en ce que - on introduit par ladite autre extrémité du tube un flexible muni d'une tête de marquage ayant une portion médiane dilatable et sur laquelle sont fixés des moyens marqueurs1 jusqu'à une position de la tête s'étendant au-delà de l'extrémité à repérer du tube, - on dilate ladite portion médiane jusqu'à obtenir une section transversale de la tête au niveau des moyens marqueurs supérieure à la section du tube, - on exerce une traction sur le flexible jusqu'à ce que ladite tête entre en contact par ses moyens marqueurs avec ladite extrémité à repérer du tube, en arrêtant la traction lorsque la force de traction devient supérieure à une valeur prédéterminée pour, marquer ladite extrémité, - puis on contracte la portion médiane de la tête et on retire le flexible du tube. Le procédé est avantageusement complété par le marquage de l'autre extrémité, caractérisé en ce que - on place la tête du flexible face à ladite autre extrémité du tube à repérer, - on dilate la portion médiane de la tête jusqu'à obtenir une section transversale de la tête au niveau des moyens marqueurs supérieure à la section du tube, - on exerce une poussée sur le flexible jusqu'à ce que la tête entre en contact avec ladite autre extrémité dudit tube en arrêtant la poussée lorsque la force de poussée devient supérieure à une valeur prédéterminée pour marquer ladite autre extrémité puis on retire la tête de ladite autre extrémité et on contracte la portion médiane pour revenir à un état initial. L'invention propose également un appareil de marquage d'un tube d'échangeur de chaleur à plaque tubulaire, caractérisé en ce qu'il comprend - une tête de marquage allongée autour d'un axe comprenant une portion médiane sur laquelle sont fixés des moyens marqueurs, ladite portion étant prévue pour se dilater et se contracter radialement entre un état contracté et un état dilaté où ladite portion médiane présente un encombrement radial supérieur à celui des parties terminales dans le sens axial de la tête, - un flexible raccordé axialement à la tête de marquage, - un ensemble moteur prévu pour exercer une force de traction ou de poussée sur le flexible et, - des moyens de commande de l'ensemble moteur comprenant un module fournissant un signal lorsque la force de traction ou de poussée sur ladite tête de marquage est supérieure à une valeur prédéterminée. Dans des modes de réalisation avantageux, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes - la portion médiane comprend un noyau creux allongé autour de l'axe de la tête de marquage, muni d'une membrane extérieure étanche, déformable sous la pression d'un fluide et sur laquelle sont montés les moyens marqueurs, le flexible étant tubulaire, connecté d'un côté au volume interne délimité par ledit noyau creux et de l'autre côté à des moyens de production d'un fluide sous pression propre à dilater radialement la membrane, - le noyau creux comporte une conduite centrale rigide, de forme sensiblement tubulaire, fermée d'un côté et apte à etre connectée au flexible de l'autre côté, ladite conduite étant recouverte de la membrane déformable maintenue fixement sur la conduite de façon étanche à ses extrémités et délimitant avec la face externe de ladite conduite un volume expansible sous la pression d'un fluide en communication avec l'intérieur de ladite conduite par au moins un orifice de passage, - les parties terminales de la tête de marquage sont tronconiques, assurent la fixation de la paroi déformable sur la conduite centrale rigide du noyau creux et comportent des butées d'arrêt de la dilatation radiale de la membrane, - les moyens marqueurs comportent au moins une rondelle de marquage en mousse déformable propre à se déformer avec la portion médiane de la tête de marquage, - le module fournissant un signal est allongé autour d'un axe ; il comprend un piston central propre à coulisser sur l'extrémité cylindrique d'un élément de support entre deux positions extrêmes et deux bagues montées coulissantes respectivement sur le piston et l'extrémité cylindrique, chacune des bagues étant maintenue dans une position prédéterminée par un ressort s'appuyant sur une pièce solidaire de l'élément de support, chaque bague étant propre à coopérer avec le piston venant en appui sur l'une ou l'autre desdites bagues lorsqu'une force de traction ou de poussée est exercée sur la tête de marquage; le module comprend également des moyens électriques de signalisation indiquant le déplacement d'une bague coulissante suite à l'application d'une contrainte prédéterminée sur le ressort associé à ladite bague, - le module fournissant-un signal est connecté au flexible entre l'ensemble moteur et la tête de marquage, le piston et l'élément dudit module étant chacun prolongé à l'une de leurs extrémités par un embout de raccordement avec le flexible, - la tête de marquage étant propre à se dilater sous l'action d'un fluide sous pression et le flexible étant tubulaire, le piston et l'élément muni d'une extrémité cylindre sont longitudinalement creux de façon à permettre le passage du fluide sous pression propre à dilater la tête. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels - la Figure 1 montre un schéma de principe d'un appreil suivant l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe des principaux éléments de l'invention, - la figure 3 est une vue agrandie en deux demi-coupes longitudinales de la tête de marquage de la figure 2, une demi-coupe en position dilatée et une demi-coupe en position contractée, - la figure 4 est une vue agrandie, en coupe, du module de signalisation de la figure 2. L'échangeur de chaleur montré en figure 1 est d'un type couramment utilisé dans les réacteurs à eau sous pression. Il comporte une enveloppe 1 qui contient un faisceau de tubes en U 2 dont les parties terminales traversent une plaque -tubulaire 3 La plaque 3 délimite, avec une cloison 4, une boite à eau froide 5 et une boite à eau chaude 6, munies respectivement d'une conduite de départ et d'une conduite d'arrivée du réfrigérant primaire du réacteur (non représentées). Des vannes, également non représentées, équipent ces conduites et permettent d'isoler la partie du circuit primaire contenue dans l'échangeur et de la vider. La partie de l'échangeur comprise entre les tubes 2 et l'enveloppe 1 est occupée, lors du fonctionnement, par le réfrigérant secondaire du réacteur et appartient donc au circuit secondaire. L'appareil suivant l'invention comprend une tête de marquage 10 (figure 3) allongée autour d'un axe 11, ayant une portion médiane 12 sur laquelle sont fixés les moyens marqueurs comprenant une monture 13 de support de deux rondelles élastiques 14 de marquage. Les rondelles sont enduites d'un mélange graisso-colorant. La monture 13 est constituée par un mandrin rigide en plusieurs secteurs rigides non fixés les uns aux autres, maintenus en place par les rondelles 14. La portion médiane 12 est prévue pour se dilater et se contracter radialement entre un état contracté et un état dilaté où la portion médiane présente un encombrement radial supérieur à celui des parties terminales 15 de la tete et de la section de l'extrémité à marquer. Dans l'état contracté la portion médiane 12 est par contre d'encombrement radial inférieur à celui des parties 15 qui sont elles-memes de dimensions compatibles avec leur libre passage dans les tubes en U 2. Les dimensions longitudinales hors tout de la tete et l'encombrement longitudinal de cette'dernière sont également compatibles avec le passage de la tête dans les courbes des tubes 2. La portion médiane 12 comprend un noyau creux allongé autour de l'axe 11 comportant une conduite centrale 16 rigide en acier inoxydable de forme sensiblement tubulaire, fermée d'un côté 17 et apte à être connectée de l'autre côté 18 formant embout cannelé à un flexible 19 raccordé axialement à la tête. La conduite centrale 16 est percée d'orifices 20 et recouverte d'une membrane externe 21 étanche, déformable sous la pression d'un fluide. La membrane 21 est par exemple constituée en élastomère. Elle est maintenue -sur la conduite 16 de façon étanche à ses deux extrémités et délimite avec la face externe de la conduite 16 un volume expansible 23 sous la pression d'un fluide en communication avec l'intérieur de la conduite 24 par les orifices 20. La fixation de la membrane 21 sur le conduit est assurée par les parties terminales 15 de forme sensiblement tronconique. Les parties 15 comportent des butées 22 propres à arrêter la dilatation radiale de la membrane 21 en venant bloquer le déplacement de la monture 13 maintenue sur la membrane 21 par un jonc 25 en ressort (type joint à lèvre) et par les deux rondelles de marquage 14 en mousse élastique. Le flexible 19 est constitué par un tuyau en matériau relativement souple tel que celui connu sous la dénomination RILSAN. Il est raccordé axialement à la tete 10 par l'embout cannelé 18 et déplaçable par un ensemble moteur 27 prévu pour exercer une force de traction ou de poussée sur le flexible. L'ensemble moteur 27 comprend notamment un tambour 28 propre à enrouler ou dévider le flexible 19 d'une trentaine de mètres et un moteur 29 dont la commande est reliée via un automate 30 à un pupitre de contrôle et de commande 31, propre à commander le déplacement du flexible. Le flexible est raccordé à une source d'alimentation en air comprimé. L'arrivée d'air comprimé commandée par une vanne télécommandée 32,déforme la membrane 21 et repousse la monture 13 constituée par un mandrin expansible en plusieurs secteurs jusqu'à la position dilatée où la monture vient en contact avec les butées 22. Une vanne télécommandée 33 de mise à l'air permet de ramener la portion médiane 12 en portion contractée. Un ressort en acier inoxydable 34 autour du tube 19 facilite le passage du tube aux endroits difficiles (coudes de faible rayons des tubes en U par exemple). Une olive 35 retient le ressort sur le flexible et sert également de butée lors de la rentrée du flexible dans les moyens moteurs 27. L'appareil selon le mode particulier de mise en oeuvre de l'invention décrit ici comprend également un module 40 (voir Figure 4) allongé autour d'un axe 41 connecté au flexible 19 entre l'ensemble moteur 27 et la tête de marquage 10. Le module 40 est propre à fournir un signal électrique via un câble 42 circulant à l'intérieur du flexible 19, à l'automate 30 lorsque la force de traction ou de poussée sur la tete de marquage où le flexible est supérieure à une valeur prédéterminée. Pour ce faire, le module 40 comprend un piston central 43, propre à coulisser sur l'extrémité cylindrique 44 d'un élément 45, et dont l'extrémité peut prendre deux positions extremes 46 et 47 figurées en traits mixtes sur la figure 4. Un joint 48 assure l'étanchélté du piston. Le piston 43 et l'élément 45 sont tubulairement creux ; ils sont terminés à leur côté opposé chacun par un embout cannelé sur lequel le flexible est raccordé d'un côté 50 vers la source d'air comprimé et de l'autre côté 49 vers la tête de marquage de façon à ce que l'air comprimé puisse traverser le module 40 pour alimenter la tete de marquage 10. Deux cônes de guidage 51 et 52 sont respectivement fixés sur les embouts 49 et 50 du piston 43 et de l'élément 45. Le module comprend deux bagues.53 et 54 montées coulissantes respectivement sur le piston 43 et sur l'extrémité cylindrique 44 de l'élément 45. Chaque bague est maintenue dans une position prédéterminée comprimée contre des butées faisant contact 80 par un ressort 55, 56 en appui de l'autre côté respectivement sur une pièce 57 solidaire de l'élément 45 ou sur l'élément 45 lui-meme. Les deux fils électriques 58, 59 du cable 42 sont montés sur ce dernier. En position d'équilibre comme sur la figure 4, le module assure un contact formé entre les deux fils par exemple alimentés en courant continu de 24 V. Lorsqu'une force suffisante pour comprimer les ressorts 55, 56 en repoussant l'une des bagues 53, 54 est appliquée sur le piston 43, le contact s'ouvre et un signal est donc transmis à l'automate 30. La tête de marquage est avantageusement mise en place face au tube à repérer par un engin 60 du type couramment connu par le nom d'"araignée" propre à assurer également le guidage du flexible lors de son introduction ou de sa sortie. L' engin comprend une table à mouvements croisés portant des doigts expansibles insérables dans la partie terminale d'autres tubes. Les différents déplacements de l'araignée peuvent etre automatiques ou commandés depuis le pupitre 31 via l'automate 30 relié au moteur de l'araignée par des conducteurs électriques ou pneumatiques 61. Le procédé est mis en oeuvre de la façon suivante à l'aide du dispositif qui vient d'être décrit. Marquage d'un tube L'araignée est introduite dans la boite 6 et placée sur la plaque tubulaire 3. Après contrôle de l'étanchéité d'un tube et son identification comme tube fuitard par des moyens 70, 71, figurés schématiquement en traits mixtes sur la figure 1 et du type de ceux décrits dans la demande FR 84 13798, on procède au marquage du tube. L'ensemble marqueur, dont les rondelles de marquage ont été préalablement enduites de produit marqueur, est mis en place face au tube repéré par déplacement de l'araignée 60 sur laquelle il a été préalablement monté. Le déplacement de l'araignée est par exemple commandé automatiquement par l'automate 30 qui a enregistré la position du tube fuitard. La tête de marquage est alors introduite et le flexible est repoussé par les moyens moteurs 27 jusqu'à une position de la tête s'étendant en dehors de l'extrémité 90 à repérer du tube dans la boite froide 5. La longueur du flexible à dévider est appréciée par exemple visuellement ou automatiquement par des repères (non représentés) placés sur le flexible. Une marge est prise sur la longueur dévidée pour être certain du dépassement de l'extrémité par la tête. De façon automatique ou manuelle, la vanne 33 d'alimentation d'air comprimé est alors ouverte, la pression de service étant par exemple de l'ordre de 4 bars. La portion médiane 12 de la tete 10 se dilate et permet d'obtenir au niveau des rondelles de marquage 14 un encombrement transversal supérieur à la section du tube. Une traction est exercée sur le flexible 19 jusqu a ce que la tete 10 entre en contact puis en compression avec l'extrémité 90 à marquer. Ce contact est détecté grâce au module 40 qui envoie un signal d'arret de la traction dès que la tete 10 plus large que la section de l'orifice 90 à marquer se bloque sur cette dernière en ouvrant le contact des fils 58 et 59 du module 40. L'extrémité 90 est alors marquée par frottement des rondelles de marquage enduites d'un mélange graissocolorant sur les parois de l'orifice du tube. La vanne d'alimentation 32 en air comprimé est ensuite fermée et la vanne de mise à l'air 33 ouverte, ce qui entraine la contraction de 1a portion médiane 12 de la tête 10 qui redevient de section inférieure à celle du tube. Les ressorts 55, 56 au module 40 referment alors le contact entre les fils 58 et 59, plus aucune force résistante suffisante n'étant exercée sur le flexible. Le flexible est ensuite retiré du tube et préparé pour une nouvelle opération de marquage. Lorsqu'on veut marquer l'extrémité d'un tube en boite chaude, par exemple du même tube que celui dont on a déjà marqué une extrémité, on procède comme suit: Après avoir ramené la tête de marquage en boîte chaude (elle est donc face au tube à marquer), la portion médiane est .dilatée par envoi d'air comprimé, comme décrit précédemment, puis le flexible est poussé jusqu'à ce que la tete entre en contact puis en compression avec l'extrémité 91 à marquer. La poussée ouvre le contact du module 40 et arrête le déplacement de la tete. Le marquage est ensuite réalisé comme décrit ci-dessus, puis la tete est contractée et retirée. L'obturation des tubes marqués peut s'effectuer ultérieurement, par exemple par mise en place d'un bouchon mécanique. REVENDUCATIONS 1. Procédé de marquage d'une extrémité (90) d'un tube (2) d'échangeur de chaleur tubulaire accessible depuis l'autre extrémité (91) dudit tube, caractérisé en ce que - on introduit par ladite autre extrémité (91) du tube un flexible (19) muni d'une tête de marquage (10) ayant une portion médiane (12) dilatable radialement et sur laquelle sont fixés des moyens marqueurs (13, 14), jusqu'à une position de la tete s'étendant en dehors de l'extrémité (90) à repérer du tube, - on dilate radialement et à distance ladite portion médiane (12) jusqu'à obtenir une section transversale de la tête au niveau des moyens marqueurs supérieure à la section du tube (2), - on exerce une traction sur le flexible jusqu'à ce que ladite tete entre en contact par ses moyens marqueurs avec ladite extrémité à repérer du tube, en arretant la traction lorsque la force de traction devient supérieure à une valeur prédéterminée pour marquer ladite extrémité, - puis on contracte la portion médiane de la tête et on retire le flexible (19) du tube. 2. Procédé de marquage selon la revendication 1 caractérisé en ce que, de plus, - on place la tete (10) face à ladite autre extrémité (91) du tube à repérer, - on dilate la portion médiane (12) de la tete (10) jusqu'à obtenir une section transversale de la tête au niveau des moyens marqueurs (13, 14) supérieure à la section du tube, - on exerce une poussée sur le flexible jusqu'à ce que la tête entre en contact avec ladite autre extrémité (91) dudit tube en arrêtant la poussée lorsque la force de poussée devient supérieure à une valeur prédéterminée, - on marque ladite autre extrémité puis on retire la tete de ladite autre extrémité et on contracte la portion médiane pour revenir à un état initial. 3. Appareil de marquage d'une extrémité d'un tube d'échangeur de chaleur à plaque tubulaire, caractérisé en ce qu'il comprend - une tete de marquage (lob) allongée autour d'un axe (11l comprenant une portion médiane (12) sur laquelle sont fixés des moyens marqueurs (13, 14), ladite portion étant munie de moyens actionnables à distance permettant de la dilater et la contracter radialement entre un état contracté et un état dilaté où ladite portion médiane (12) présente un encombrement radial supérieur à celui des parties terminales dans le sens axial de la tête, - un flexible (19) raccordé axialement à la tête de marquage, - un ensemble moteur (27) prévu pour exercer une force de traction ou de poussée sur le flexible (19) et, - des moyens de commande (30, 31, 40) de l'ensemble moteur comprenant un module (40) fournissant un signal lorsque la force de traction ou de poussée sur ladite tete (10) de marquage est supérieure à une valeur prédéterminée. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que la portion médiane (12) de la tête de marquage comprend un noyau creux, allongé autour de l'axe (11) de ladite tete de marquage et muni d'une membrane extérieure (21) étanche, déformable sous la pression d'un fluide et sur laquelle sont montés les moyens marqueurs (13, 14), et en ce que le flexible (19) est tubulaire, connecté d'un côté au volume interne délimité par le noyau creux et de l'autre côté à des moyens de production d'un fluide sous pression propre à dilater radialement ladite membrane. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le noyau creux comporte une conduite centrale rigide (16), de forme sensiblement tubulaire, fermée d'un côté (17) et apte à etre connectée au flexible de l'autre (13), ladite conduite (16) étant recouverte de la membrane déformable (21) maintenue fixement sur ladite conduite de façon étanche à ses extrémités et délimitant avec la face externe de ladite conduite un volume expansible sous la pression d'un fluide et en communication avec l'intérieur de la conduite (16) par au moins un orifice (20) de passage. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que les parties terminales (15) de la tête de marquage (10) sont tronconiques, assurent la fixation de la paroi déformable (21) sur la conduite centrale rigide (16) du noyau creux et comportent des butées d'arrêt (22) de la dilatation radiale de la membrane. 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens marqueurs (13,14) comportent au moins une rondelle de marquage en mousse déformable propre à se déformer avec la portion médiane (12) de la tête de marquage. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module (40) fournissant un signal est allongé autour d'un axe (41) et en ce qu'il comprend un piston central (43) propre à coulisser sur l'extrémité cylindrique (44) d'un élément de support (45) entre deux positions extrêmes (46, 47), deux bagues (53, 54) montées coulissantes respectivement sur le piston (43) et ladite extrémité cylindrique (44), chacune des bagues étant maintenue dans une position prédéterminée par un ressort (55, 56) s'appuyant sur l'élément de support, chaque bague (53, 54) étant propre à coopérer, avec le piston (43) venant en appui sur l'une ou l'autre desdites bagues lorsqu'une force de traction ou de poussée est exercée sur la tête de marquage (10), et des moyens de signalisation électrique (42, 80) indiquant le déplacement d'une bague coulissante suite à l'application d'une contrainte prédéterminée sur le ressort associé à ladite bague. 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que le module (40) fournissant un signal est connecté au flexible (19) entre l'ensemble moteur (27) et la tête de marquage (10), le piston (43) et l'élément (45) dudit module (40) étant chacun prolongé à l'une de leurs extrémités par un embout de raccordement (48, 49) avec ledit flexible (19). 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que la tete de marquage (10) étant propre à se dilater sous l'action d'un fluide sous pression et le flexible (19) étant tubulaire, le piston (43) et l'élément de support (45) sont intérieurement tubulaires de façon à permettre le passage du fluide sous pression propre à dilater la tête (10).