Brevet FR2651323A1 — publié le 19910301

L'invention concerne les moyens de contrôle à distance non destructif d'ouvrages, et plus particulièrement, les dispositifs pour l'exploration d'ouvrages en matériaux ferromagnétiques comportant des soudures, lors de leur contrôle à distance. L'invention peut être appliquée dans les moyens de contrôle à distance aux ultra-sons et à caméra de télévision des soudures et du métal de base des corps, notamment de la cuve d'un réacteur nucléaire modéré et refroidi par l'eau, d'un haut fourneau ou d'ouvrages similaires. I1 existe un dispositif mobile pour l'exploration des ouvrages en matériaux ferromagnétiques qui comporte un chariot automoteur muni d'éléments d'adhérence (de "ventouses") électromagnétiques, un bloc de transducteurs pour le contrôle par ultra-sons fixé sur ce chariot et communiquant avec un système d'amenée d'un liquide de contact, et une caméra de télévision (L.M. Voronina "Atomnye électricheskie stantasii" ("Centrales nucléaires"), 1978 édition "Energia", pages 141, 142). On connut aussi un dispositif pour l'exploration des ouvrages en matériaux ferromagnétiques comportant des joints soudés. Ce dispositif comporte un bloc de commande et d'enregistrement de l'information sur le contrôle des ouvrages, ainsi qu'un chariot automoteur avec des roues motrices et menées, des transducteurs de contrôle par ultra-sons, fixés sur ledit chariot automoteur et dotés d'un système d'amenée de liquide de contact, et une caméra télévision (L.M. Voronina, "Centrales nucléaires", 1978, édition "Energia", pages 141, 142). Les dispositifs connus pour l'explorations des ouvrages en matériaux ferromagnétiques ne permettent pas de déterminer avec précision suffisante les coordonnées de leur situation sur l'ouvrage ni, par conséquent, les coordonnées du défaut détecté. L'apparition de l'erreur de détermination des coordonnées est due au fait que le dispositif our l'exploration doit d'abord se déplacer pour atteindre l'endroit à explorer sur la surface de l'ouvrage et, ensuite, effectuer des manoeuvres pour se mettre sur la piste d'exploration ; par exemple, au contrôle de la cuve d'un réacteur nucléaire, le dispositif effectue un déplacement vertical sur la cuve du réacteur modéré et refroidi par l'eau jusqu'à la soudure à explorer, ensuie, un virage de 900 et le déplacement suivant une soudure annulaire.Au moment du virage, surviennent des erreurs de lecture de la distance parcourue par le chariot automoteur et, comme conséquence, l'erreur ultérieure de la détermination des coordonnées du point de position du dispositif d'exploration et, donc, du défaut détecté. L'invention vise à créer un dispositif pour l'exploration d'ouvrages en matériaux ferromagnétiques comportant des joints soudés lors de leur contrôle à distance avec lequel on pourrait déterminer avec une haute précision les coordonnées de position des moyens de contrôle et leur orientation immédiate par rapport au joint soudé. Le problème posé est résolu du fait que le dispositif pour l'exploration d'ouvrages en matériaux ferromagnétiques comportant des joints soudés, lors de leur contrôle à distance, qui comporte un chariot automoteur pour l'exploration d'ouvrages muni de roues motrices et menées, des transducteurs, pour le contrôle par ultra-sons de ouvrage, fixés sur le chariot automoteur, une caméra télévision placée sur ce chariot automoteur et un bloc de commande et d'enregistrement de l'information sur le contrôle de l'objet exploré, conformément à l'invention, comporte un chariot transporteur muni d'une plate-forme, de roues motrices et menées et se déplaçant sur l'ouvrage à contrôler, le chariot automoteur étant lié au chariot transporteur de telle façon que le chariot automoteur soit amené jusqu'à la zone de contrôle par le chariot transporteur sur lequel il est disposé, et lors du contrôle proprement dit, le chariot automoteur puisse se déplacer indépendamment du chariot transporteur sur la surface de l'ouvrage à contrôler. I1 est utile dans le dispositif de monter sur le chariot transporteur un capteur de position initiale du chariot automoteur dont la sortie fournisse un signal de debut et de fin du mouvement du chariot automoteur par rapport au chariot transporteur, ce signal attaquant le bloc de commande et d'enregistrement de l'information sur le contrôle. Il est également utile de munir le dispositif d'un capteur de distance parcourue par le chariot transporteur relié mécaniquement à la roue menée du chariot transporteur et branché sur le bloc de commande et d'enregistrement de l'information. I1 est désirable de munir le dispositif d'un capteur de distance parcourue par le chariot automoteur relié mécaniquement à la roue ménée du chariot automoteur et branché sur le bloc de commande et d'enregistrement de l'information. Il est également désirable de munir le dispositif d'un indicateur d'écrat du déplacement du chariot transporteur par rapport à son trajet rectiligne monté au chariot transporteur et relié au bloc de comande et d'enregistrement de l'information. I1 est préférable de munir le dispositif d'un transmetteur chercheur et suiveur de la ligne de soudure disposé sur le chariot automoteur et relié au bloc de commande et d'enregistrement de l'information. I1 est également préférable que le transmetteur chercheur et suiveur de la ligne de soudure du dispositif contracte le matérieu d'ouvrage à contrôler lors du déplacement du chariot transporteur à la recherche du joint soudé, ainsi que lors du déplacement indépendant du chariot automoteur en régime d'asservissement à la ligne de la soudure. L'invention ressortira de la description qui suit et d'exemples concrets de son son exécution schématisés sur les dessins annexés dont - la figure 1 représente une vue d'ensemble d'un dispositif d'exploration d'ouvrages en matériaux ferromagnétiques comportant des joints soudés et leur contrôle à distance, vue d'en-haut, selon l'invention - la figure 2 représente le même dispositif, vue latérale, coupe suivant II-II de la figure 1 - la figure 3 représente un schéma de connexion des capteurs du dispositif à un bloc de commande et d'enregistrement de l'information, selon l'invention. On voit sur les figures 1 et 2 représentant le dispositif d'exploration d'ouvrages en matériaux ferromagnétiques comportant des joints soudés et leur contrôle à distance comporte un chariot automoteur 1 pour l'exploration d'un ouvrage, ce chariot étant muni de roues magnétiques menées 2 et motrices 3 dotées de commandes électriques 4 et 5. Sur le chariot automoteur 1, à l'aide d'un support 6 muni d'une commande électrique 7 de déplacement transversal et d'un capteur 8 de lecture du déplacement transversal, des transducteurs 9 de contrôle à ultra-sons sont fixés, munis d'un système d'amenée de liquide de contact 10. Un capteur 11 de distance parcourue par le chariot automoteur est relié à la roue menée 2 du chariot automoteur 1. Le chariot automoteur 1 est aussi muni d'un transmetteur 12, qui est chercheur et suiveur de la ligne de soudure et est fixé sur le chariot 1 à l'aide d'un support 13. En outre, le chariot 1 porte y fixée une caméra télévision 14 (figure 1) avec un miroir pivotant 15 (figure 2). En position de transport, le chariot automoteur 1 se trouve sur la plate-forme 16 d'un chariot transporteur 17. Le chariot transporteur 17 comporte des roues mangétiques motrices et menées 18 et 19, respectivement, les deux roues motrices 18 étant munies chacune de commandes électriques individuelles 20 et 21. Le chariot transporteur 17 porte un capteur 22 de la position initiale du chariot automoteur 1, un capteur 23 de la distance parcourue par le chariot transporteur 17 relié à la roue menée 19 du chariot 17 et un indicateur 24 d'écart du déplacement du chariot transporteur 17 par rapport à un trajet rectiligne. La figure 3 est un schéma structural qui comporte un bloc 25 de commande et d'enregistrement de l'information sur le contrôle, sur des entrées 26, 27, 28, 29, 30 et 31 duquel sont respectivement branchés : le capteur 8 de lecture de la valeur de déplacement transversal des transducteurs 9 de contrôle par ultra-sons, le capteur 11 de la distance parcourue par le chariot automoteur 1, le transmetteur 12 chercheur et suiveur de la ligne de soudure, le capteur 22 de la position initiale du chariot automoteur 1, le capteur 23 de la distance parcourue par le chariot de transport 17, l'indicateur 24 de l'écart du déplacement du chariot de transport 17 par rapport à son trajet rectiligne et sur les sorties 32, 33, 34, 35 et 36 duquel sont branchées les commandes électriques 4 et 5, des roues motrices 3 du chariot automoteur d'exploration 1, les commandes électriques 20 et 21 des roues motrices 18 du chariot transporteur 17 et la commande électrique 7 de déplacement transversal des transducteurs de contrôle par ultra-sons 9. En pratique, il s'est avéré commode que le chariot d'exploration 1 et le chariot transporteur 17 aient deux roues magnétiques motrices 3, 18 respectivement, et deux roues magnétiques menées 2, 19, respectivement munies de commandes électriques 4, 5, 20, 21, respectivement. La plate-forme 16 du chariot transporteur 17 est réalisée de telle façon que le chariot automoteur d'exploration 1 puisse descendre de celle-ci et y monter de nouveau. A cet effet, la plate-forme 16 est réalisée de façon à pouvoir tourner sur un axe longitudinal afin que son bord touche la surface de l'ouvrage à contrôler lors de la descente et lors de la montée sur la plate-forme du chariot automoteur 1. Les capteurs 11 et 23 de distance parcourue par le chariot automoteur d'exploration 1 et par le chariot transporteur 17, respectivement, sont reliées respectivement aux roues menées 2 et 19; Les capteurs 11, 23, 8 sont réalisés, par exemple, sous la forme de couples photo-électriques. Les transducteurs de contrôle aux ultra-sons 9 sont fixés au support 6 qui les serre contre la surface de l'ouvrage à contrôler le déplacement transversal des transducteurs 9 par rapport au chariot automoteur d'exploration 1 est fait à l'aide de la commande électrique 7. La lecture de la valeur de déplacement transversal faite est faite par le capteur 8. Le système 10 d'amenée d'un liquide de contact vers les transducteurs de contrôle par ultra-sons 9 est réalisé sous la forme de tubes d'amenée d'eau reliés à un réservoir de liquide (n'est pas montré sur le dessin). Le dispositif utilise au moins un transmetteur 12 chercheur et suiveur de la ligne de soudure et il est fixé au support 13 qui le serre contre la surface de l'ouvrage à contrôler. La caméra télévision 14 est munie du miroir pivotant 15 et sert à réaliser le contrôle visuel de la surface de l'ouvrage à contrôler et à observer le roulement du chariot automoteur d'exploration 1 lorsqu'il descend de la plate-forme 16 du chariot transporteur 17 et revient sur celle-ci. le capteur de position initiale 22 est fixé sous la plate-forme 16 et réalisé sous la forme d'un contact à commande magnétique. Il sert à délivrer un signal indiquant le début du mouvement du chariot automoteur d'exploration 1, lorsqu'il quitte la plate-forme 16, un signal indiquant le début du travail du capteur 11 de la distance parcourue par le chariot automoteur 1 et un signal indiquant le retour de ce dernier sur la plate-forme 16 après la réalisation du contrôle. L'indicateur 24 d'écart du déplacement du chariot transporteur 17 par rapport à son trajet rectiligne est fixé à ce dernier. L'indicateur 24 est réalisé, par exemple, sous la forme d'une pendule associée à un transmetteur à transformateur différentiel. Le chariot automoteur d'exploration 1 est disposé sur la plate-forme 16 du chariot transporteur 17 de façon à être relié au capteur 22 de position initiale du chariot automoteur 1 placé sur le chariot transporteur 17, alors que le transmetteur 12 chercheur et suiveur de la ligne de soudure contacte physiquement la surface de l'ouvrage à contrôler au déplacement du chariot transporteur lors de la rechercher d'un joint soudé. Le dispositif fonctionne de la façon suivante. Le chariot transporteur 17 portant le chariot automoteur d'exploration 1 est placé sur la surface de l'ouvrage à contrôler, par exemple, sur la cuve d'un réacteur nucléaire, dans un endroit accessible, par exemple, près du fond ou sur une plate-forme de départ spéciale permettant l'entrée sur la surface de l'ouvrage à contrôler et on effectue son démarrage et on le fait se déplacer dans une direction donnée. Durant le déplacement du chariot transporteur 17, le capteur 23 lit la distance parcourue par rapport à la position initiale. Lorsque le chariot transporteur approche d'une soudure ce qui est déterminé d'après la distance parcourue par le chariot transporteur 17 par rapport à sa position initiale, c'est le transmetteur 12 chercheur et suiveur de la ligne de soudure qui commence à fonctionner.Il est à noter que ce transmetteur 12 peut fonctionner durant tout le déplacementdu chariot transporteur 17 et, à l'aide de ce transmetteur 12, on détermine le moment où le chariot transporteur 17 trouve la soudure. En cas d'un écart du déplacement du chariot transporteur 17 par rapport à la direction donnée, l'indicateur 24 d'écart du déplacement du chariot transporteur 17 par rapport à son trajet rectiligne fournit un signal au bloc 25 de commande et d'enregistrement de l'information sur le contrôle lequel fournit des signaux de commande vers les commandes électriques 20 et 21 des roues motrices 18 du chariot transporteur 17 pour corriger le trajectoire du mouvement.Lorsque la soudure est atteinte par le chariot transporteur 17, le transmetteur 12 rechercheur et suiveur de la ligne de soudure délivre un signal électrique vers le bloc 25 de commande et d'enregistrement de l'information qui arrête le chariot transporteur 17 et met en marche les commandes électriques 4 et 5 des roues motrices 3 du chariot automoteur d'exploration 1. Le chariot automoteur d'exploration 1 descend de la plate-forme 16 du chariot transporteur 17 sur la surface de l'ouvrage à contrôler. Le début du mouvement du chariot automoteur d'exploration 1 et la mise en route du capteur 11 de lecture de la distance parcourue par le chariot automoteur 1 ont lieu au moment où un signal est délivré par le capteur 22 de la position initiale du chariot automoteur 1, par exemple, à partir du moment où le contact commandé magnétiquement du détecteur 12 se trouve libéré sous l'action du champ magnétique de la roue du chariot automoteur 1. Au déplacement du chariot automoteur d'exploration 1, le détecteur 12 chercheur et suiveur de la soudure délivre des signaux vers le bloc 25 de commande et d'enregistrement de l'information sur le contrôle en cas d'un écart du chariot automoteur 1 par rapport à l'axe de la soudure en fonction desquels le bloc 25 délivre les signaux de commande sur les commandes électriques 4 et 5 des roues motrices 3 du chariot automoteur d'exploration 1 imposant à ce dernier un mouvement le long de l'axe de la soudure. Les déplacement transversaux des transducteurs de contrôle à ultra-sons 9 par rapport à la soudure lors du déplacement du chariot automoteur 1 le long de la soudure se font par la commande électrique 7.La position des transducteurs de contrôle à ultra-sons 9 dans le sens transversal par rapport à l'axe de la soudure est déterminée d'après les signaux délivrés par le capteur 8 de lecture de la valeur de déplacement transversal. Au cours du contrôle à ultra-sons, la surface de l'ouvrage à contrôler est observée au moyen de la caméra télévision 14, le changement de la visée étant obtenu par rotation du miroir 15. En cas de contrôle d'une soudure annulaire, par exemple, d'un réacteur nucléaire, lorsque le chariot automoteur d'exploration 1 s'approche du chariot transporteur 17 de l'autre côté, ce dernier quitte la soudure en libérant la voie pour le chariot automoteur 1 afin de contrôler le tronçon de la soudure occupé par le chariot transporteur 17. La valeur de cet écart du chariot transporteur 17 par rapport à la soudure est déterminée d'après les signaux délivrés par le capteur 23 de lecture de la distance parcourue par le chariot de transport 17. Le contrôle de ce tronçon fini, le chariot transporteur 17 revient sur la soudure et le chariot automoteur 1 revient sur la plate-forme 16 du chariot transporteur 17. Le moment de la prise de la position initiale par le chariot automoteur 1 est fixé sur le signal délivré par le capteur 22 de position initiale du chariot automoteur 1. Ensuite, le chariot transporteur 17 portant sur la plate-forme 16 le chariot automoteur d'exploration 1 se déplace vers la soudure suivante à contrôler et toutes les opérations sont répétées, le chariot transporteur 17 revient soit à l'endroit de placement initial sur la surface de l'ouvrage à contrôler soit sur la plate-forme de départ (n'est pas montré sur les dessins). La distribution des fonctions de déplacement vers la soudure à contrôler, à partir de l'endroit où il y a la possibilité de poser et d'enlever le dispositif d'exploration des ouvrages en matériaux ferromagnétiques comportant des soudures, lors de leur contrôle à distance, et de déplacement le long de la soudure entre deux chariots automoteurs : le chariot transporteur 17 et le chariot automoteur d'exploration 1 permet d'élever la précision de détermination des coordonnées des défauts localisés et des coordonnées courantes de la position des transducteurs de contrôle à ultra-sons 9 durant le contrôle. La détermination des coordonnées de position des transducteurs de contrôle à ultra-sons 9 et, respectivement, des coordonnées des défauts localisés se fait d'après des distances parcourues par le chariot transporteur 17 et par le chariot automoteur d'exploration 1 mesurées à l'aide des signaux délivrés par les capteurs 11, 23 de la distance parcourue par le chariot transporteur 17 et par le chariot automoteur d'exploration 1, et par le capteur 22 de position initiale du chariot automoteur d'exploration 1. La précision de détermination du point de positionnement du chariot transporteur 17 sur l'axe longitudinal de la soudure est élevée grâce à la présence de l'indicateur 24 d'écart par rapport à la direction rectiligne du déplacement du chariot transporteur 17. Les erreurs eventuelles des lectures de la distance parcourue par le chariot transporteur 17 lors de son déplacement vers la soudure, ainsi que les erreurs éventuelles dans la connaissance à priori de la position des soudures sur l'ouvrage à contrôler, sont supprimées grâce à la présence du capteur 12 chercheur et suiveur de la soudure qui travaille en régime de recherche de la soudure lors du déplacement du chariot transporteur 17 et délivre l'information sur la position de la soudure. La présence du capteur 12 rechercheur et suiveur de la soudure, lequel au déplacement du chariot automoteur d'exploration 1 fonctionne en régime d'asservissement à la ligne de soudure, assure l'élévation de la précision et, par conséquent, la diminution de l'erreur éventuelle de l'écart de déplacement du chariot automoteur 1 par rapport à l'axe longitudinal de la soudure. REVENDICATIONS Dispositif d'exploration des ouvrages en matériaux ferromagnétiques comportant des soudures et leur contrôle à distance qui comporte un chariot automoteur d'exploration (1) de l'ouvrage muni de roues motrices et menées (3, 2), fixés sur ce chariot des transducteurs de contrôle à ultra-sons (9), une caméra télévision (14) placée sur le chariot automoteur d'exploration (1) et un bloc (25) de commande et d'enregistrement de l'information sur le contrôle de l'ouvrage, caractérisé en ce qu'il comporte un chariot transporteur (17) muni d'une plate-forme (16), de roues menées et motrices (18, 19) et se déplaçant sur la surface de l'ouvrage à contrôler, alors que le chariot automoteur d'exploration (1) est relié au chariot transporteur (17) de façon que durant le transport du chariot automoteur d'exploration (1) vers la zone de contrôle il reste sur le chariot transporteur (17) et lors du contrôle proprement dit, le chariot automoteur d'exploration (1) a la possibilité d'un déplacement autonome sur la surface à contrôler de l'ouvrage durant le contrôle. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le chariot transporteur (17) porte un capteur (22) de position initiale du chariot automoteur (1) dont la sortie fournit un signal sur le début et sur la fin du mouvement du chariot automoteur d'exploration (1) par rapport au chariot transporteur (17) qui est branché au bloc (25) de commande et d'enregistrement de l'information sur le contrôle. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur (23) de distance parcourue par le chariot transporteur (17) relié mécaniquement à la roue menée (19) du chariot transporteur (17) et branché sur le bloc (25) de commande et d'enregistrement de l'information sur le contrôle. 4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur (11) de distance parcourue par le chariot automoteur (1) relié mécaniquement à la roue menée (2) du chariot automoteur d'exploration (1) et branché sur le bloc (25) de commande et d'enregistrement de l'information sur le contrôle. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un indicateur (24) d'écart par rapport au déplacement rectiligne du chariot transporteur (17) installé sur ce dernier et branché sur le bloc (25) de commande et d'enregistrement de l'information sur le contrôle. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un détecteur (12) chercheur et suiveur de la soudure disposé sur le chariot automoteur (1) et branché sur le bloc (25) de commande et d'enregistrement de l'information sur le contrôle. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le détecteur (12) chercheur et suiveur de la soudure est en contact avec ouvrage à contrôler durant le déplacement du chariot transporteur (17) à la recherche de la soudure et durant le déplacement du chariot automoteur (1), au régime d'asservissement à la ligne de la soudure.