Brevet FR2687084A1 — publié le 19930813

DISPOSITIF DE NETTOYAGE A DISTANCE DE LA PAROI INTERNE D'UN TUBE DESCRIPTION La présente invention concerne un dispositif de nettoyage à distance de la paroi interne d'un tube. Ce dispositif s'appLique au nettoyage à distance de la paroi interne de tout tube, notamment métallique, susceptible de s'encrasser soit par L'effet de la corrosion, soit par L'effet des liquides qui circulent dans ce tube. L'invention s'applique plus particulièrement à la maintenance des centra les nucléaires, notamment au nettoyage de tubes de générateurs de vapeur dans lesquels des manchonnages de réparation doivent être effectués. Le manchonnage consiste à introduire et à fixer à l'intérieur d'un tube d'un générateur de vapeur, un tube d'un diamètre inférieur à celui du tube du générateur, à un emplacement où ce tube est endommagé. Ce manchonnage nécessite la mise en oeuvre d'opérations mécaniques de soudage et de contrôle qui, en raison de l'irradiation et de la contamination du générateur de vapeur, doivent être effectuées à distance. Préalablement au soudage et la fixation du manchon à l'intérieur du tube de générateur de vapeur, il est indispensable d'effectuer un nettoyage de la paroi interne du tube. Ce nettoyage a pour but d'éliminer les dépôts de seLs minéraux et les oxydes qui se sont formés au cours du fonctionnement du générateur de vapeur. L'élimination de ces dépôts est indispensable afin d'assurer une bonne qualité de l'assemblage du manchon à l'intérieur du tube du générater. Le seul dispositif connu de nettoyage à distance de la paroi interne d'un tube qui donne des résultats assez satisfaisants, comporte un goupillon muni de brosses ; ce goupillon est fixé à ltextrémité d'une tige flexible introduite à l'intérieur du tube et animée de mouvements alternatifs de translation. Ce goupillon présente un diamètre fixe, assez voisin du diamètre du tube à nettoyer. Le goupillon ayant une dimension fixe, son introduction dans le tube, jusqu'à l'emplacement à nettoyer, est une opération assez délicate. En effet, les brosses sont en contact étroit avec le tube dès que Le goupillon est introduit dans celui-ci, ce qui ne facilite pas la circulation du goupillon jusqu'à l'emplacement à nettoyer. De plus, le goupillon n'est animé que d'un mouvement de translation alternatif et n'est soumis à aucun mouvement de rotation efficace, si bien que le nettoyage du tube n'est pas parfait. Enfin, les dépôts qui se détachent de la paroi interne du tube lors de L'opération de nettoyage ne sont soumis à aucune action favorisant leur évacuation. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients grâce à un dispositif utilisant un goupillon facile à introduire dans Le tube, présentant un diamètre variable qui n'est rendu proche de celui de L'intérieur du tube qu'au voisinage de l'emplacement à nettoyer ; ce goupillon est de plus animé non seulement d'un mouvement de translation, mais aussi d'un mouvement de rotation favorisant un très bon nettoyage. Enfin, le dispositif de L'invention permet de favoriser l'évacuation des déchets provenant du nettoyage. L'invention a pour objet un dispositif de nettoyage à distance de la paroi interne d'un tube, comportant un goupillon de nettoyage, des moyens pour déplacer le goupillon en translation et des moyens pour entraîner Le goupillon en rotation à l'intérieur dudit tube, Ledit goupillon comportant une enveloppe semi-rigide gonflable à l'intérieur dudit tube, cette enveloppe comprenant une paroi latérale externe munie de moyens de brossage de La paroi interne du tube, une base inférieure de ladite enveloppe étant reliée par une ouverture à une canalisation d'alimentation en air comprimé, cette canalisation pénétrant à L'intérieur dudit tube et étant reliée aux moyens pour déplacer le goupillon en translation et aux moyens pour L'entrainer en rotation. Selon une autre caractéristique de l'in- vention, les moyens pour entrainer le goupillon en rotation comportent un rotor enfermé dans une chambre alimentée en air comprimé par ladite canalisation, la base inférieure de ladite enveloppe étant solidaire du rotor, ladite chambre étant alimentée en air comprimé par une extrémité de ladite canalisation qui débouche dans ladite ouverture de la base inférieure de l'enveloppe. Selon une autre caractéristique, ladite enveloppe comporte dans sa paroi latérale, au voisinage d'une base supérieure, au moins un orifice d'échappement d'air comprimé. Selon une autre caractéristique, ladite base supérieure de L'enveloppe comporte des moyens périphériques de brossage s'appuyant sur La paroi interne dudit tube. Ces moyens de brossage favorisent le centrage du dispositif de nettoyage dans le tube, à distance. Selon une autre caractéristique, la base supérieure de ladite enveloppe est surmontée d'une ogive de guidage du goupillon à l'intérieur du tube. Selon une autre caractéristique, L'extrémité de La canalisation est munie de moyens périphériques de brossage s'appuyant sur la paroi interne dudit tube. Selon une autre caractéristique, le dispositif comporte en outre des moyens d'aspiration des résidus du nettoyage, ces moyens d'aspiration débouchant à l'intérieur dudit tube, vers ladite base inférieure de ladite enveloppe. Dans un premier mode de réalisation de l'invention, L'enveloppe est cylindrique et se raccorde aux bases supérieure et inférieure. Dans un second mode de réalisation, l'enveLoppe est sphérique et se raccorde aux bases supérieure et inférieure. Les caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront mieux de la description qui va suivre, donnée en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 représente schématiquement et en coupe longitudinale, un dispositif de nettoyage conforme au premier mode de réalisation de l'invention, - - la figure 2 représente schématiquement et en coupe un dispositif de nettoyage conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention. Le dispositif représenté schématiquement sur la figure permet de nettoyer à distance, la paroi interne 1 d'un tube 2. Il comporte un goupillon 3 de nettoyage et des moyens pour déplacer le goupillon en translation et pour l'entrainer en rotation à l'intérieur du tube 2. Ces moyens seront décrits plus loin en détail. Le goupillon 3 comporte une enveloppe semi-rigide et gonflable à l'intérieur du tube. Dans ce premier mode de réalisation, l'enveloppe est cylindrique et peut être constituée par exemple dans un matériau synthétique plastique et étanche ; la rigidité de L'enveloppe peut être renforcée par exemple par un ressort 5. L'enveloppe comprend une base supérieure 6, une base inférieure 7 et une paroi latérale 4. La paroi latérale est munie de moyens de brossage 9 de la paroi interne du tube. Ces moyens de brossage peuvent être constitués par un abrasif ou des poils métalliques qui viennent s'appuyer sur la paroi interne du tube 2, lorsque L'enveloppe du goupillon est gonflée. La base inférieure 7 de l'enveloppe est reliée par une ouverture 10 à une canalisation 11 d'alimentation en air comprimé. Cette canalisation est de préférence constituée dans un matériau rigide élastique, de manière à pouvoir être déformée pour l'introduction à distance du goupillon à l'intérieur du tube. La canalisation 11 est reliée aux moyens de déplacement du goupillon en translation. Ces moyens de déplacement en translation peuvent être constitués par exemple par un dispositif à vérin 12, représenté schématiquement sur la figure et permettant d'animer le goupillon d'un mouvement de translation alternatif symbolisé par les flèches 13. La canalisation 11 est bien entendu reliée à un compresseur 14 ; ce compresseur alimente cette canalisation en air comprimé pour assurer notamment le gonflage de L'enveloppe du goupillon 3. Cette canalisation est également reliée aux moyens permettant d'entrainer le goupillon en rotation. Ces moyens sont constitués par une turbine qui comporte un rotor 15 enfermé dans une chambre 16, voisine de la base inférieure 7 du goupillon. Cette chambre est elle aussi alimentée en air comprimé. La base inférieure 7 de l'enveloppe du goupillon est solidaire du rotor 15. La chambre 16 débouche dans L'ouverture 10 de la base inférieure 7 de L'enveloppe du goupillon. Lorsque l'air comprimé est injecté dans la canalisation 11, le rotor 15 solidaire de l'enveloppe du goupillon 3, entraîne celui-ci en rotation. Bien entendu, un joint tournant 17 est prévu à L'extrémité 24 de la canalisation 11 pour permettre cette rotation du goupillon. Ce joint tournant ne sera pas ici décrit en détail ; sa structure apparat nettement sur la figure et est bien connue dans L'état de la technique. Afin d'assurer un bon fonctionnement de la turbine constituée par le rotor 15 tournant dans ta chambre 16 et entraînant L'enveloppe 3, il est prévu dans la paroi latérale 4 de L'enveloppe 3, au voisinage de La base supérieure 6, au moins un orifice 18 d'échappement d'air comprimé. Cet échappement peut aussi être assuré par des fuites du joint tournant 17 qui peut être un joint non étanche. La base supérieure 6 de L'enveloppe est munie de moyens périphériques de brossage 19 qui s'appuient en permanence sur la paroi interne du tube. Ces moyens de brossage peuvent être constitués par exemple par une brosse à poils métalliques. Ils permettent notamment, grâce à la circulation d'air comprimé telle que représentée par la flèche 20, d'éviter que les impuretés ou résidus de nettoyage ne soient chassés vers le haut du tube. Le dispositif peut également être muni de moyens périphériques de brossage 8 situés au voisinage de L'extrémité 24 de la canalisation 11. Ces moyens de brossage permettent d'assurer un meilleur centrage du dispositif dans le tube 1, mais aussi d'éviter une chute des impuretés de nettoyage à l'extérieur du tube 1. Le dispositif comporte aussi une ogive 21 de guidage du goupillon à l'intérieur du tube. Cette ogive est solidaire de la base supérieure 6 de llenve- loppe 3. Elle permet d'assurer un bon guidage du goupillon, notamment lorsque celui-ci est introduit dans Le tube, par un mouvement de translation de la canalisation 11. Pour permettre de récupérer les résidus de nettoyage ou les impuretés, le dispositif comporte aussi des moyens d'aspiration comprenant un aspirateur 22 relié à une canalisation 23 débouchant à la base du tube 2. Comme indiqué plus haut, ces impuretés sont chassées vers la base inférieure de L'enveloppe, grâce à la circulation d'air comprimé. Lorsque le brossage est terminé à L'emplacement souhaité, la circulation d'air comprimé est arrêtée. L'enveloppe du goupillon se détend et la turbine qui n'est plus alimentée ntentraSne plus la brosse. Il est alors aisé de retirer le dispositif qui avait été introduit dans le tube. La figure 2 représente schématiquement et en coupe un deuxième mode de réalisation du dispositif de l'invention. Les mêmes éléments portent les mêmes références sur cette figure et sur La figure 1. Dans ce mode de réalisation, L'enveloppe est sphérique. Sa paroi latérale 4 se raccorde aux bases supérieure et inférieure 6, 7. On remarque aussi l'ogive de guidage 21, la turbine et son rotor 15, le compresseur 14, l'aspirateur 22, les moyens de brossage 9 solidaires de la paroi 4 de l'enveloppe, ainsi que les moyens périphériques de brossage 8, 19. L'ogive et L'enveloppe sont représentées en traits interrompus 25, lorsque L'enveloppe est dégonflée ou soumise à une faible pression d'air comprimé. Le dispositif qui vient d'être décrit permet d'éviter toute transmission flexible d'entraSnement du goupillon en rotation. Il permet également, grâce à l'air comprimé s'échappant de l'orifice 18, d'amé liorer le décollement des dépôts à L'intérieur du tube et d'éviter leur redéposition. Le goupillon gonflable est alimenté en air comprimé, à La même pression que celle qui est exercée sur La turbine assurant la rotation ; il est ainsi possible d'ajuster en un seul réglage La qualité du brossage qui dépend de la pression exercée par le goupillon sur la paroi du tube, et de la vitesse de rotation de ce goupillon. En effet, si la pression de l'air comprimé est faible la vitesse de rotation du goupillon est elle-même faible et la pression des moyens de brossage sur le tube est peu importante, ce qui assure une faible usure de la brosse. Au contraire si la pression de l'air comprimé est élevée, la vitesse de rotation du goupillon est elle-même élevée et la pression des moyens de brossage sur le tube est importante. Le nettoyage est alors de très bonne qualité mais entraîne une usure plus importante de la brosse. Enfin, comme le diamètre du goupillon est variable selon le gonflage, il est possible d'utiliser le même dispositif pour des tubes dont les diamètres intérieurs ne sont pas identiques. REVENDICATIONS 1. Dispositif de nettoyage à distance de la paroi interne (1) d'un tube (2), comportant un goupillon de nettoyage (3), des moyens (12) pour déplacer le goupillon en translation et des moyens (15, 10) pour entraîner le goupillon en rotation à l'intérieur dudit tube, caractérisé en ce que Ledit goupillon (3) comporte une enveloppe semi-rigide gonflable à l'intérieur dudit tube, cette enveloppe comprenant une paroi latérale externe (4) munie de moyens de brossage (9) de la paroi interne du tube, une base inférieure (7) de ladite enveloppe étant reliée, par une ouverture (10), à une canalisation (11) d'alimentation en air comprimé, cette canalisation pénétrant à l'intérieur dudit tube et étant reliée aux moyens (12) pour déplacer le goupillon en translation et aux moyens (15, 16) pour l'entraîner en rotation. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour entraîner Le goupillon en rotation comportent un rotor (15) enfermé dans une chambre (16) alimentée en air comprimé par ladite canalisation (il), la base inférieure (7) de Ladite enveloppe étant solidaire du rotor (15), Ladite chambre (16) étant alimentée en air comprimé par une extrémité (24) de ladite canalisation (11), cette chambre débouchant dans ladite ouverture (10) de La base inférieure de L'enveloppe. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite enveloppe comporte dans sa paroi latérale (9), au voisinage d'une base supérieure (6), au moins un orifice (18) d'échappement d'air comprimé. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite base supérieure (6) de l'enveloppe comporte des moyens périphériques (19) de brossage s'appuyant sur la paroi interne dudit tube. 5. Dispositif selon L'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la base supérieure (6) de ladite enveloppe est surmontée d'une ogive (21) de guidage du goupillon (3) à l'intérieur du tube. 6. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite extrémité de la canalisation est munie de moyens périphériques (8) de brossage, s'appuyant sur la paroi interne dudit tube. 7. Dispositif selon L'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens d'aspiration (22, 23) des résidus du nettoyage, ces moyens d'aspiration débouchant à l'intérieur dudit tube (2) vers ladite base inférieure (7) de Ladite enveloppe. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la paroi latérale de ladite enveloppe est cylindrique et se raccorde auxdites bases supérieure et inférieure. 9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la paroi latérale de ladite enveloppe est sphérique et se raccorde auxdites bases supérieure et inférieure.