Brevet FR2632764A1 — publié le 19891215

Dispositif de coupe pour cisaille à déplacement alternatif utilisée dans l'industrie nucléaire. La présente invention concerne un dispositif de coupe pour cisaille à déplacement alternatif utilisée dans l'industrie nucléaire. La première étape du retraitement des combustibles nucléaires irradiés consiste à tronçonner les tubes contenant le combustible, en morceaux de longueur prédéterminée, de façon à pouvoir dissoudre ledit combustible dans un solvant convenable. Lesdits tubes, ayant chacun un diamètre de l'ordre de 1 à 1,5 cm et des longueurs-atteignant plusieurs mètres, sont disposés parallèLement en faisceau de section généralement carrée atteignant environ 25 cl de côté. A chacune des extrémités du faisceau, les tubes sont engagés dans un embout ; les deux embouts sont reliés entre eux par des entretoises longitudinales. Le tronçonnage de ces faisceaux de tubes contenant Le combustible nucléaire peut être effectué par sciage, par meulage ou par cisaillage. C'est ce cisaillage qui est le plus souvent employé dans les installations industrielles du fait notamment qu'il produit moins de poussière que les autres modes de tronçonnage. Il faut en effet tenir compte, lors du choix, de la méthode utilisée pour ce tronçonnage,-que les tubes contiennent des produits qui sont fortement radioactifs et/ou très abrasifs. On prendra donc, sur ces deux plans des précautions aussi grandes que possible impliquant notamment le tronçonnage dans une cellule étanche soumise à une forte ventilation et la protection de toutes les parties sensibLes de l'appareillage contre les poussières. Par ailleurs, compte ténu des efforts à exercer, par la cisaille, pour découper convenablement les faisceaux de tubes, il convient de prendre un certain nombre de precautions, au niveau du dispositif de coupe, pour que les éléments mécaniques moteurs de la cisaille ne soient pas soumis à des contraintes et chocs inadmissibles. La présente invention concerne donc un tel dispositif de coupe. Ce dispositif de coupe est monté sur une pièce plane dénommée "porte-lames'f, ladite pièce plane est elle-même rendue solidaire d'un chariot qui en assure le déplacement. Le dispositif de coupe selon l'invention est caractérisé en ce qutil est constitué par une série de 3 à 8 couteaux, fixés sur le "porte-lames", lesdits couteaux ayant une forme générale parallélépipédique, étant disposés tangentiellement les uns par rapport aux autres, ayant des bords d'attaque étagés, l'intervalle entre les bords d'attaque de chacun des couteaux étant très sensiblement égal à l'épaisseur des faisceaux à cisailler, la largeur desdits bords d'attaque diminuant progressivement selon le décalage des couteaux, étant entendu que les couteaux extrêmes peuvent avoir des largeurs de bord d'attaque supérieures et que la largeur totale des bords d'attaque de l'ensemble des couteaux est au moins égale à la largeur du faisceau à cisailler. Pour La découpe des faisceaux normalement utilisés dans les centrales atomiques actuelles, on utilisera de préférence 5 couteaux. La diminution de la largeur des bords d'attaque de chaque couteau sera de tordre de 5 à 20 x d'un couteau au couteau voisin. Comme connu et utilisé dans les dispositifs de découpe mettant en jeu notamment des mouvements alternati-fs, les couteaux peuvent comporter sur leur face supérieure et en arrière de leur bord d'attaque une légère dépouille qui facilite le mouvement de retour du dispositif de -coupe. Il a été trouvé de plus, et cela constitue un des aspects de l'invention, que les couteaux devaient etre constitués, au-moins sur leur bord d'attaque, par un acier ayant une dureté de 57 à 58HRC. On sait que la dureté d'un acier est fonction des traitements subis par ledit acier (-et notamment du traitement de revenu de cet acier), on choisira de préférence un acier pour lequel le traitement de revenu adéquat pourra s'effectuer dans une zone de température relativement large ; ce choix facilitera bien évidemment la préparation industriel Le des couteaux. L'invention sera mieux comprise en se référant à l'exemple non limitatif suivant ; cet exemple est illustré par les figures 1 et 2. La figure 1 est une vue en élévation d'un dispositif de coupe selon l'invention, dispositif comportant cinq couteaux. La figure 2 est une vue en coupe d'un couteau comportant une dépouille et fixé sur le porte-lames de la cisaille. Sur ta figure 1, on a représenté, en vue en élévation, un dispositif de coupe selon l'invention. Sur cette figure, on voit - en 1 le porte-lames - en 2, 3, 4, 5, -6 les cinq couteaux qui sont fixés sur le porte-lames 1 ; lesdits couteaux sont disposés tangentiellement les uns par rapport aux autres sur une certaine partie de leur face latérale ; ils ont des bords d'attaque 7 (constitués de plans sensiblement verticaux) qui sont décalés les uns par rapport aux autres dans le sens de deplacement du dispositif matérialisé par la flèche ; la distance (a) entre deux de ces bords d'attaque est très sensiblement égale à l'épaisseur du faisceau de tubes à découper ; les hauteurs (b) de ces bords d'attaque diminuent progressivement au fur et à mesure que la.découpe s'effectue (c'est-à-dire au fur et à mesure du décalage des couteaux) étant entendu que les couteaux extrêmes peuvent être avantageusement d'une largeur supérieure et que la largeur totale de ltensemble des couteaux est supérieure à la largeur totale du faisceau à découper. Sur la figure 1, on a représenté très schématiquement, en 8, en coupe les dimensions d'un faisceau à découper. Sur la figure 2, on a représenté en coupe Longitudinale : - en 1 le porte-lames sur lequel les couteaux sont fixés - en 2 un couteau ; ce couteau est fixé au porte-lames au moyen de deux vis 9 ; le porte-lames et le couteau se déplaçant, lors de la coupe, dans le sens de la flèche ; on notera que ledit couteau comporte, en arrière de son bord d'attaque 7 une dépouille 10 connue en elle-même. Les couteaux utiLisés dans la présente invention sont en acier d'une dureté comprise entre 57 et'58HRc; pour obtenir cette dureté, on pourra employer par exemple des aciers dont la composi tion comporte C 1,8 % Cr 13 Mn 0,15 % à 0,45 Z Si 0,10 à 0,4 x Mo 0,7 à 11 Va 0,7 à 1 %. Il a été indiqué que la largeur des couteaux était variable en fonction de la place desdits couteaux sur le porte lames ; si l'on se réfère à l'exemple représenté sur la figure 1 (cinq couteaux pour une largeur totale de 27 cm destinés à la coupe de faisceaux présentant après compactage une largeur de l'ordre de 25 cm) la largeur de chacun des couteaux est respectivement couteau 2 6,3 cm couteau 3 6 cm couteau 4 5 cm couteau 5 4,2 cm couteau 6 ^ 6 cm Il a été indiqué par ailleurs que le nombre des couteaux pouvait varier de 3 à 8 ; il apparaît donc souhaitable et cela constitue un des aspects de l'invention d'indiquer comment on peut déterminer, en se fixant un nombre de couteaux à utiliser, la largeur de chacun des couteaux pour obtenir un résultat optimum. La technique à utiliser est la suivante - ayant constaté que, si l'on utilise des couteaux possé dans tous la même largeur, la pression maximum dans le vérin subit lors du travail de chacun des couteaux des variations supérieures à environ 15 à 20 % de la pression maximum moyenne ; on modifiera progressivement la largeur des couteaux pour que les pressions maximales successives du vérin ne différent que d'au plus 7 à 10 % de la pression maximum moyenne. REVENDICATIONS 1. Dispositif de coupe pour cisaille utilisée pour le cisaillage des faisceaux de tubes dans l'industrie nucléaire, ledit dispositif étant monté sur une pièce pLane dénommée "porte-lames" (1) elle-même solidaire d'un chariot qui en assure le déplacement, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il est constitué par une série de 3 à 8 couteaux (2, 3, 4, 5 et 6) fixés sur ledit porte-lames, lesdits couteaux ayant une forme générale parallélépi pédique, étant disposés tangentiellement les uns par rapport aux autres, ayant des bords d'attaque (7) étagés, l'intervalle (a) entre lesdits bords attaque de chacun des couteaux étant très sensiblement égal à l'épaisseur du faisceau (8) à cisailler, la largeur (b) desdits bords d'attaque diminuant progressivement selon le décalage. des couteaux, étant entendu que les couteaux extrêmes (2, 6) peuvent avoir des largeurs de bord d'attaque supérieures et que la largeur totale des bords d'attaque de ltensemble des couteaux est au moins égale à la largeur du faisceau à cisailler. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que .chaque couteau présente, sur sa face supérieure et en arrière du bord d'attaque, une dépouille (10). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits couteaux sont en acier ayant une dureté de 57 à 58HR .