Brevet FR2666408A1 — publié le 19920306

L'invention est relative à un dispositif de dilatation d'un organe tubulaire, du type comprenant un corps rigide allongé de révolution formant support, un organe annulaire dilatable entourant le corps rigide, un actionneur, et des moyens de mesure du diamètre de l'organe tubulaire en cours de dilatation. Les organes tubulaires en question sont notamment des manchettes cylindriques destinées à réparer les tubes des faisceaux tubulaires des générateurs de vapeur des centrales électronucléaires à eau pressurisée. Des dispositifs de dilatation d'organes tubulaires du type précité existent déjà. Le brevet FR 2 627 288 décrit un tel dispositif comprenant notamment un corps rigide allongé généralement cylindrique formant support, et un manchon dilatable fixé de manière étanche audit corps formant suppor. Le corps formant support est muni d'un canal partant d'une extrémité et débouchant à sa périphérie. Le canal est alimenté en fluide sous pression qui, en pénétrant entre le corps formant support et le manchon dilatable, dilate ledit manchon. Ce dispositif est complété par des sondes à courant de Foucault disposées circulairement sur le corps formant support. Les sondes à courant de Foucault servent à détecter des masses métalliques entourant le dispositif et ainsi permettent de le positionner, notamment par rapport aux plaques tubulaires et aux plaques d'entretoise des générateurs de vapeur.Les sondes permettent également de suivre la dilatation de l'organe tubulaire. Cependant, cette technique présente des inconvénients du fait de l'utilisation de sondes å courant de Foucault, notamment lorsqu'elle est utilisée pour réparer des tubes de faisceau tubulaire de générateur de vapeur de centrale électronucléaire. En effet, tout d'abord, la mesure par courants de Foucault n'est pas très précise et nécessite des étalonnages fréquents. Ensuite, la mesure est très sensible à la présence de masses métalliques voisines telles que les plaques tubulaires ou d'entretoise, si bien que les indications qu'elle fournit dépend de la position du dispositif dans les tubes à réparer. Enfin, les sondes à courant de Foucault ne donnent qu'une indication sur la valeur moyenne, sur la circonférence, du diamètre de l'organe tubulaire dilaté, ce qui n'est pas toujours suffisant pour contrôler de façon précise l'opération de dilatation. Le but de l'invention est de réaliser un dispositif de dilatation d'organes tubulaires qui permette un contrôle précis de la dilatation quel que soit l'environnement de l'organe tubulaire. A cette fin, l'objet de l'invention est un dispositif de dilatation du type précité, caractérisé en ce que lesdits moyens de mesure comprennent au moins un capteur capacitif orienté radialement vers l'extérieur et entouré par l'organe dilatable. Selon certains modes de réalisation : - l'organe dilatable est constitué d'un matériau diélectrique ; - ledit corps rigide porte plusieurs capteurs capacitifs décalés circulairement et/ou longitudinalement - l'organe dilatable est une membrane élastique souple gonflable, ou dans un autre mode de réalisation, un manchon axialement compressible à l'aide d'un piston annulaire. Divers modes de réalisation de l'invention, non limitatifs, vont maintenant être décrits en regard des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une coupe transversale selon Il-Il de la figure 1 - la figure 3 est une coupe longitudinale d'un deuxième mode de réalisation de l'invention - la figure 4 est une coupe transversale selon IV-IV de la figure 3. La figure 1 représente un dispositif de dilatation selon l'invention repéré généralement par 1. Il est disposé à l'intérieur d'une manchette cylindrique 2, elle-même disposée à l'intérieur d'un tube cylindrique 3. Ce tube cylindrique 3 est par exemple un tube de faisceau tubulaire d'un générateur de vapeur de centrale électronucléaire à eau pressurisée, qui présente un défaut à l'endroit où est située la manchette 2. Afin de réparer le défaut, la manchette 2 sera d'abord expansée par dilatation à l'aide du dispositif 1 afin d'être accostée à l'intérieur du tube 3, puis elle sera soudée par exemple à l'aide d'une canne laser (non représentée). Le dispositif 1 comprend un corps rigide allongé et de révolution 4 formant support, d'axe X-X supposé vertical. Le corps rigide 4 comprend une partie centrale 5 cylindrique et, à chacune de ses extrémités, des parties cylindriques 6 et 7 de plus petit diamètre que la partie centrale 5 et munies de filetages à l'extérieur. Les parties 6 et 7 sont raccordées à la partie centrale 5 par des parties tronconiques 8 et 9. L'extrémité inférieure 7 est percée d'un trou axial taraudé 10. Un canal cylindrique 11 part du fond du trou taraudé 10 et s'étend longitudinalement à l'intérieur du corps 4 ; par l'intermé diaire de canaux latéraux 12, il débouche sur la paroi extérieure de la partie centrale 5 du corps 4. La partie centrale 5 du corps 4 est munie de logements 13 dans lesquels sont placés des capteurs capacitifs 14 orientés radialement vers l'extérieur. Ces capteurs 14 sont reliés à des dispositifs de mesure non représentés, situés à l'extérieur, par l'intermédiaire de câbles conducteurs 15 placés à l'intérieur de canaux 16 percés à cet effet dans le corps 4. Il peut y avoir un ou plusieurs capteurs capacitifs 14 disposés circulairement comme le montre la figure 2, sur laquelle on voit quatre capteurs 14. Le corps 4 est entouré d'une membrane 17 tubulaire constituée d'un matériau diélectrique et dilatable, par exemple en élastomètre. La paroi extérieure 18 de cette membrane est destinée à venir au contact de la paroi intérieure 19 de la manchette 2. A chacune de ses extrémités, la membrane dilatable 17 vient s'appliquer sur les parties tronconiques 8 et 9 du corps 4. Un capuchon cylindrique 20, muni d'un évidement conique 21 pouvant s'adapter sur la partie conique 8, et d'un trou taraudé 22 pouvant coopérer avec le filetage de l'extrémité 6, est vissé sur cette extrémité de telle sorte que la membrane 17 soit serrée à joint étanche entre la partie conique 8 du corps 4 et la partie conique 21 du capuchon 20. Une pièce de raccordement 23 entre le corps 4 et la canne, non représentée, qui sert à introduire le dispositif 1 dans le tube 3, est vissée à l'extrémité 7 du corps 4. Cette pièce 23, qui n'est que partiellement représentée, est munie d'une partie tronconique 24 destinée à serrer la membrane dilatable sur le tronc de cône 9 et à assurer l'étanchéité à cet endroit. Un raccord 25 destiné à fixer un flexible, non représenté, d'amenée de fluide hydraulique est vissé à joint étanche dans le trou taraudé 10. Il assure ainsi la liaison entre le flexible non représenté et le canal 11. Pour assurer la dilatation de la manchette 2, on introduit à travers les canaux 11 et 12 un fluide hydraulique sous pression. Ce fluide pénètre dans l'espace 26 délimité par la membrane dilatable et le corps 4. Il exerce alors une pression radiale sur la membrane 17, qui tend à se dilater, et ainsi exerce une pression sur la paroi intérieure 19 de la manchette 2. Cette pression provoque la dilatation de la manchette. Le fluide hydraulique remplissant l'espace 23 et la membrane 17 constituent un milieu diélectrique si bien que l'ensemble formé par la manchette 2, la membrane, le fluide hydraulique et un capteur capacitif 14 constitue un condensateur dont la capacité dépend directement de la distance entre la surface externe 27 du capteur capacitif et la paroi interne 19 de la manchette 2, au droit du capteur. Le capteur capacitif permet de mesurer directement la capacité du condensateur qui vient d'être défini. Ainsi, moyennant un étalonnage préalable, qui donne la relation entre capacité et distance entre les deux parois, il est possible de déterminer avec beaucoup de précision l'expansion de la manchette 2. Un seul capteur permet d'effectuer une mesure précise de l'expansion de la manchette en un point déterminé, mais avec quatre capteurs comme représenté à la figure 2, il est possible de mesurer l'évolution de deux diamètres, ce qui est une indication plus complète que celle du simple diamètre moyen que peuvent fournir les sondes à courant de Foucault du brevet FR 2 627 288 précité. De plus, par son principe même, la mesure de déplacement radial par capteur capacitif n'est pas sensible à l'environnement du tube 3, en particulier à la présence ou à l'absence de plaques tubulaires ou d'entretoises. En effet, le capteur capacitif est sensible uniquement à la distance entre la paroi interne de la manchette et la surface externe du capteur. Un deuxième mode de réalisation de l'invention est représenté aux figures 3 et 4. Il comporte un dispositif d'expansion désigné par le repère général 31. Ce dispositif est à l'intérieur d'une manchette tubulaire 32 et l'ensemble est placé à l'intérieur d'un tube cylindrique 33. Le dispositif 31 comprend un corps allongé de révolution 34 servant de support, un bouchon supérieur d'extrémité 35 servant de butée, un manchon 36 dilatable par compression longitudinale constitué d'un matériau diélectrique, par exemple en élastomètre, et une bague 37 servant de piston annulaire. Le corps 34 comporte à son extrémité distale une partie filetée 38, pour le vissage du bouchon 35, qui est raccordée à une partie cylindrique 39 de diamètre plus important que la partie filetée 38. La partie cylindrique 39 se raccorde à une partie cylindrique 40 de diamètre plus élevé que la partie 39, et la partie cylindrique 40 se raccorde à une partie cylindrique 41 de diamètre plus élevé que la partie 40. La partie cylindrique 41 n'est pas complètement représentée, mais elle se termine à l'extr mité proximale du dispositif par des moyens de raccordement à la canne d'introduction du dispositif dans le tube 33. La bague 37 est munie d'un premier alésage 42 de diamètre voisin de celui de la partie 40 et qui peut coulisser sur cette partie, et d'un deuxième alésage 43 de diamètre voisin de celui de la partie 34 et qui peut coulisser sur celle-ci. Les alésages 42 et 43 sont munis de joints d'étanchéité par exemple toriques. L'alésage 42 est de longueur supérieure à la longueur de la partie 40. Le corps 34 est muni d'un canal 46 d'amenée de fluide hydraulique qui débouche par des canaux radiaux 46 dans l'espace intérieur 44 de la bague 37. L'ensemble composé du corps 34 et de la bague 37 constitue ainsi un vérin annulaire. Le manchon 36 est enfilé sur la partie 39 du corps 34 et vient en butée sur l'extrémité supérieure 47 de la bague 37. Le bouchon 35 forme une butée sur laquelle vient s'appuyer la tranche supérieure du manchon 36. La partie 39 du corps 34 est munie de logements dans lesquels sont disposés des capteurs capacitifs 48 orientés radialement vers l'extérieur. Dans ce mode de réalisation il y a trois niveaux de quatre capteurs disposés circulairement comme l'indique la figure 4, ce qui, au total, fait douze capteurs. Pour assurer la dilatation d'une manchette 32, on envoie un fluide hydraulique sous pression par le canal 45. Ce fluide passe par les canaux latéraux 46 et pénètre dans l'espace annulaire 44. Il exerce ainsi une pression qui pousse la bague 37 contre le manchon 36, qui est alors comprimé entre le bouchon 35 et la bague 37. Cette compression longitudinale provoque son expansion radiale qui, elle-même, dilate la manchette 32. Comme dans le mode de réalisation précédent et pour les mêmes raisons, les capteurs capacitifs 48 permettent de suivre avec précision l'évolution d'un ou de plusieurs diamètres intérieurs de la manchette 32. Ainsi, l'invention permet de dilater sous contrôle un organe tubulaire, notamment une manchette à l'intérieur d'un tube, quel que soit l'environnement métallique du tube, notamment quelle que soit la position de la manchette dans le tube d'un générateur de vapeur de centrale êlectronucléaire à eau pressurisée. REVENDICATIONS 1. Dispositif (1;31) de dilatation d'un organe tubulaire (2;32), du type comprenant un corps rigide allongé de révolution (4;34) formant support, un organe annulaire dilatable (17;36) entourant le corps rigide, un actionneur (37), et des moyens (14;49) de mesure du diamètre de l'organe tubulaire en cours de dilatation, caractérisé en ce que lesdits moyens de mesure comprennent au moins un capteur capacitif (14;49) orienté radialement vers l'extérieur et entouré par l'organe dilatable (17;36). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe dilatable (17;36) est constitué d'un matériau diélectrique. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le corps rigide (4;34) porte plusieurs capteurs capacitifs (14;49) décalés circulairement et/ou longitudinalement. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe dilatable (17) est une membrane élastique souple gonflable. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe dilatable (36) est un manchon axialement compressible à l'aide d'un piston annulaire (37).