Brevet FR2724453A1 — publié le 19960315

DISPOSITIF DETECTEUR DE SOUDURE EN PARTICULIER POUR VEHICULE ENDO-TUBULAIRE A DEPLACEMENT AUTONOME DESTINE A L'INSPECTION DE CANALISATIONS La présente invention concerne un dispositif de soudure en particulier pour véhicule endo-tubulaire à déplacement autonome destiné à l'inspection de canalisations. Un tel véhicule permet notamment de contrôler l'épaisseur et la compacité de la paroi d'un tube ou d'une canalisation par un procédé de contrôle non destructif (par ultrasons, courants de Foucault, radiographie, etc). Une canalisation est généralement constituée d'un certain nombre de tuyaux mis bout à bout et reliés par soudure. Les soudures doivent être de bonne qualité pour éviter les fuites ou les points faibles pouvant constituer des fuites à plus ou moins long terme. Le contrôle des soudures doit être fait de manière minutieuse lors de la réalisation de ces soudures mais aussi plus tard et périodiquement lorsque les canalisations sont en service. Un véhicule endo-tubulaire à déplacement autonome permet l'inspection de canalisations sur des distances relativement grandes. Lorsqu'il est équipé d'un module de contrôle non destructif (un module radiographique par exemple), on peut réaliser un contrôle photographique de la soudure. Le problème consiste à localiser la soudure pour le véhicule se déplaçant à l'intérieur du tube. Aussi, la présente invention propose un dispositif détecteur de soudure pouvant localiser les soudures dans des endroits inaccessibles à l'homme. Le dispositif détecteur transmet alors les informations représentatives de la localisation de la soudure à un circuit électronique qui analyse ces informations. Les informations reçues concernant la localisation de la soudure permettent d'y faire parvenir le module radiographique qui sera utilisé pour obtenir une radiographie de la soudure. L'invention a donc pour objet un détecteur de soudure destiné à détecter une soudure ou un cordon de soudure reliant deux parties assemblées d'une surface et constituant un défaut dans la continuité de la surface, caractérisé en ce qu'il comprend - un organe support pourvu de deux roulettes définissant une ligne de roulement pour le détecteur sur la surface à contrôler et d'un doigt de détection encadré par les deux roulettes, monté à pivotement et maintenu en position de détection par des moyens élastiques, - des moyens indicateurs du basculement du doigt de détection fournissant un signal représentatif de ce basculement au passage de la soudure ou du cordon de soudure. Les moyens indicateurs du basculement du doigt de détection peuvent comprendre des moyens générateurs d'un champ magnétique localisé et des moyens de détection de ce champ magnétique localisé, portés les uns par le doigt de détection et les autres par l'organe support et disposés de façon que le basculement du doigt au passage de la soudure ou du cordon de soudure entraîne le déplacement relatif des moyens générateurs du champ magnétique par rapport aux moyens de détection, les moyens de détection réagissant alors pour signaler la présence de la soudure ou du cordon de soudure. La manière la plus simple de réaliser les moyens générateurs du champ magnétique est d'utiliser un aimant. Les moyens de détection du champ magnétique peuvent être constitués par un relais à déclenchement magnétique. De préférence l'aimant est porté par le doigt de détection et le relais à déclenchement magnétique par l'organe support. Comme moyens indicateurs du basculement du doigt de détection, on peut également utiliser un contacteur mécanique, un détecteur électromagnétique ou tout autre système pouvant signaler ce type de déplacement. Les moyens élastiques peuvent être constitués par une lame ressort ayant l'une de ses extrémités retenue par l'organe support et son autre extrémité solidaire du doigt de détection. L'invention a aussi pour objet un module de détection de soudures d'une canalisation, caractérisé en ce que, le module étant apte à être centré dans la canalisation selon l'axe de cette canalisation, il comporte au moins un détecteur de soudure tel que défini ci-dessus et des moyens pour appliquer ce détecteur de soudure contre la paroi interne de la canalisation. Lesdits moyens d'application d'un détecteur de soudure contre ladite paroi comprennent un bras dont une extrémité supporte le détecteur de soudure et dont l'autre extrémité est supportée par un élément fixe du module, des moyens élastiques étant prévus entre le bras et l'élément fixe pour permettre l'application du détecteur de soudure contre ladite paroi. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages et particularités apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, accompagnée des dessins annexés parmi lesquels - la figure 1 est une vue d'ensemble d'un véhicule endo-tubulaire à déplacement autonome selon l'invention, - la figure 2 est une vue partiellement en coupe, selon l'axe II-II de la figure 4, d'un module de détection de soudures comprenant un détecteur de soudures selon l'invention, - la figure 3 est une vue en coupe selon l'axe III-III de la figure 2 d'un détecteur de soudures selon l'invention, - la figure 4 est une vue de dessus du module de détection de soudures représenté à la figure 2. A titre d'exemple, dans le reste de la description, le procédé de contrôle non destructif mis en oeuvre sera un procédé de radiographie. Un exemple de véhicule endo-tubulaire complet est représenté à la figure 1, presque entièrement engagé dans une canalisation 1. Le véhicule va être décrit depuis sa partie arrière, qui n'a pas encore pénétré la canalisation, jusqu a sa partie avant. On trouve d'abord un premier module roues arrière 20 portant une butée d'attelage 21 et trois roues de guidage 22 disposées à l'extrémité de bras 23 qui vont assurer la pression des roues de guidage sur la paroi de la canalisation 1. Un module de radiographie 30 est supporté par ce premier module roues arrière 20 d'un côté et, de l'autre côté, par un second module roues arrière 40. Au module 40 sont reliés un module détecteur de sortie 50, détectant la sortie de la canalisation par un dispositif à ressort 51, et un module motorisation source 60.Ce module 60 sert à déplacer la source de rayonnements ionisants contenue dans le module de radiographie 30 depuis une position de repos, c'est-à-dire à l'intérieur d'un blindage, jusqu'à une position de travail où les rayonnements ionisants peuvent être émis à l'extérieur du module 30. Une articulation du type Cardan permet de relier le module motorisation source 60 au module d'entraînement 80. Le flasque arrière 81 du module 80 supporte un ensemble 70 de trois galets situés au bout de bras ressort pour assurer un guidage intermédiaire du véhicule dans la canalisation. Au flasque avant 82 du module d'entraînement 80 est relié un module détecteur de soudure 100. Le module 100 détecte la présence d'une soudure grâce à un doidgt de détection appartenant au détecteur de soudure 101 proprement dit, ce détecteur étant disposé à l'extrémité d'un bras 130 qui est appliqué contre la paroi de la canalisation. On a représenté en traits pleins le détecteur 101 et le bras 130 comme étant la position qu'ils occupent dans la canalisation 1. En traits interrompus, on a représenté l'extension maximale possible pour ces éléments. Le module 100 comprend encore un axe de rotule 119 permettant une liaison du type Cardan avec le module suivant. Ce module suivant, référencé 90, est appelé module contrôle commande. Il contient les circuits électroniques de contrôle et de commande du véhicule endo-tubulaire. Des connecteurs 91, 92 et 93, 94 permettent d'assurer les liaisons électriques non représentées avec les modules appropriés situés à l'arrière et à l'avant du module 90. Ce module comporte un axe de rotule arrière 95 et un axe de rotule avant 96 pour assurer des liaisons du type Cardan avec les modules qui l'encadrent. Ces axes de rotule 95 et 96 supportent respectivement des ensembles de trois galets 97 et 98 pour le guidage intermédiaire du véhicule. On trouve ensuite un premier module batterie 210 dont l'axe de rotule avant supporte un ensemble de trois galets 211, un second module batterie 220 dont l'axe de rotule arrière supporte un module détecteur de sortie 230 et dont le flasque avant supporte un ensemble de trois galets 221. Enfin, en tête du véhicule, vient un module détecteur pilote 240 qui permet de détecter la source pilote placée sur la canalisation 1 et d'amener le véhicule en position de travail. Ce module 240 possède à son extrémité avant trois roues de guidage 241 et une butée d'attelage 242. Les modules sont en général de forme cylindrique pour se conformer à la forme de la canalisation. Le détecteur de soudure 101 va maintenant être décrit à partir des figures 2, 3 et 4. I1 comprend un doigt de détection 103 monté dans un organe support formé d'un premier support 108 et d'un deuxième support 111, les supports 108 et 111 encadrant le doigt de détection 103. Le doigt est monté à pivotement autour d'un axe 106 pénétrant également dans les supports 108 et 111. Des entretoises 107 sont prévus autour de l'axe 106 pour séparer le doigt des supports 108 et 111. Le doigt est normalement maintenu en position verticale, c'est-à-dire en dehors de la présence d'un obstacle, grâce à une lame ressort 105 dont l'une des extrémités est introduite dans une fente 102 située dans la partie inférieure du doigt et sous l'axe 106. Une vis 112, vissée dans le doigt et traversant la lame ressort 105, permet d'immobiliser cette extrémité de la lame. L'autre extrémité de la lame 105 est reçue, avec un certain jeu, dans une fente située dans le talon 121 qui, comme le talon 122 du côté opposé, prolonge le support 108 vers le support 111. Les talons 121 et 122 du support 108 offrent des surfaces de contact avec le support 111. Ils présentent des trous taraudés 123 et 124 permettant le vissage du support 111 sur le support 108 par des vis à têtes fraisées. Les supports 108 et 111 sont percés de trous encadrant le doigt de détection 103 pour la réception d'axes de roulement 109 supportant des roulements à billes 125. Quatre rondelles 110 sont prévues autour des axes de roulement 109 pour servir d'entretoises entre les roulements à billes et les supports 108 et 111. Le doigt de détection 103 possède dans sa partie supérieure un trou permettant de loger un aimant 104. Pratiquement en vis-à-vis, le support 108 loge dans une cavité superficielle interne un relais à déclenchement magnétique 126 (par exemple un interrupteur REED) et son câble électrique de raccordement à un circuit électronique de contrôle prévu dans le module contrôle commande 90. Chaque support 108 et 111 possède à peu près en leur centre géométrique des trous se faisant face pour le logement d'axes de rotation 113. Ces axes 113 supportent, à leurs extrémités externes, les extrémités des éléments 114 d'un bras 130. Le bras 130 est constitué par l'association des deux éléments 114 réunis par leurs extrémités opposées aux axes de rotation 113. Cette réunion se fait par un bloc entretoise 115 solidaire par exemple de l'un des éléments 114 et recevant par vissage l'autre élément 114. Le module détecteur de soudure 100 de la figure 1 est alors obtenu en associant le détecteur de soudure 101 à un flasque 118 grâce au bras 130. La liaison du bras 130 sur le flasque 118 se fait par un axe 117 traversant les extrémités des éléments 114 et les éléments de bride 135 du flasque 118. Un ressort de torsion 116 est disposé autour de l'axe 117. I1 exerce son action d'une part sur le flasque 118 et d'autre part sous le bloc entretoise 115, ce qui a pour effet d'appliquer le détecteur de soudure sur la paroi interne de la canalisation. Le flasque 118 possède un axe de symétrie qui se confond avec l'axe de la canalisation lorsque le module détecteur est en service au sein du véhicule endo-tubulaire. Ceci est obtenu grâce à un axe de rotule 119 dont l'une des extrémités est insérée dans un trou central 131 percé selon l'axe de symétrie du flasque. L'axe 119 est rendu solidaire du flasque 118 par une goupille traversant le trou 132 percé perpendiculairement à cet axe. Le flasque 118 est rendu solidaire par vissage du module le précédant dans le véhicule endo-tubulaire, c'est-à-dire le module d'entraînement 80. L'autre extrémité de l'axe de rotule 119 est usinée de façon que sa liaison avec l'axe de rotule 95 du module 90 soit une liaison du type Cardan. Le module détecteur peut supporter plusieurs détecteurs de soudure 101, par exemple quatre détecteurs disposés à 900 les uns des autres, de façon à détecter un même cordon de soudure en plusieurs endroits et donc d'être plus sûr de ne pas passer outre. La figure 2 montre un module comprenant deux détecteurs de soudure. Le doigt de détection a son extrémité détectrice usinée de manière effilée comme on peut le voir sur la figure 2. En position de travail, le détecteur de soudure 101 est appliqué par son bras de maintien sur la paroi interne de la canalisation 1. Les roulements à billes 125 assurent le contact et le roulement sur cette paroi. L'extrémité détectrice 133 du doigt de détection 103 est, en l'absence de proéminence causée par une soudure, légèrement en retrait de la paroi de la canalisation. En présence d'un cordon de soudure 2, l'extrémité détectrice 133 heurte la soudure et provoque le basculement du doigt. L'aimant 104 est entraîné par le pivotement du doigt et le relais 126 se déclenche signalant ainsi la présence d'une soudure. La distance entre le doigt de détection (ou les doigts de détection) et la zone d'émission de rayonnements ionisants du module de radiographie 30 étant connue, le module de contrôle commande 90 ordonne le déplacement du véhicule endo-tubulaire jusqu a ce que cette zone d'émission (selon une fenêtre angulaire de 360 ) parvienne au niveau de la soudure. Un film radiographique est alors placé à l'extérieur du tube, autour de la soudure à contrôler. Le module motorisation source 60 peut alors amener la source de rayonnements ionisants vers la zone d'émission. On a décrit un détecteur de soudure permettant de détecter des soudures proéminentes. Ce détecteur pourrait aussi bien détecter des soudures faites dans un creux. Pour cela, il suffit de régler la position du doigt de détection de façon qu'il soit toujours en contact, et donc en position de pivotement, lorsqu'il longe une surface uniforme. Lorsqu'un creux se présente, il se remet alors en position verticale et ce changement de position peut être signalé par le relais à déclenchement magnétique. REVENDICATIONS 1. Détecteur de soudure destiné à détecter une soudure ou un cordon de soudure (2) reliant deux parties assemblées d'une surface et constituant un défaut dans la continuité de la surface, caractérisé en ce qu'il comprend - un organe support (108, 111) pourvu de deux roulettes (125) définissant une ligne de roulement pour le détecteur sur la surface à contrôler et d'un doigt de détection (103) encadré par les deux roulettes, monté à pivotement et maintenu en position de détection par des moyens élastiques (105), - des moyens indicateurs du basculement du doigt de détection fournissant un signal représentatif de ce basculemen t au passage de la soudure ou du cordon de soudure. 2. Détecteur de soudure selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens indicateurs du basculement du doigt de détection comprennent des moyens générateurs d'un champ magnétique localisé (104) et des moyens de détection de ce champ magnétique localisé (126), portés les uns par le doigt de détection (103) et les autres par l'organe support et disposés de façon que le basculement du doigt au passage de la soudure ou du cordon de soudure entraîne le déplacement relatif des moyens générateurs du champ magnétique par rapport aux moyens de détection, les moyens de détection réagissant alors pour signaler la présence de la soudure ou du cordon de soudure. 3. Détecteur de soudure selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens générateurs du champ magnétique (104) sont constitués par un aimant et en ce que les moyens de détection du champ magnétique (126) sont constitués par un relais à déclenchement magnétique. 4. Détecteur de soudure selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'aimant (104) est porté par le doigt de détection et le relais à déclenchement magnétique (126) par l'organe support. 5. Détecteur de soudure selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens élastiques (105) sont constitués par une lame ressort ayant l'une de ses extrémités retenue par l'organe support et son autre extrémité solidaire du doigt de détection. 6. Module de détection de soudures d'une canalisation, caractérisé en ce que, le module étant apte à être centré dans la canalisation (1) selon l'axe de cette canalisation, il comporte au moins un détecteur de soudure (101) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 et des moyens pour appliquer ce détecteur de soudure contre la paroi interne de la canalisation. 7. Module de détection de soudures selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens d'application d'un détecteur de soudure (101) contre ladite paroi comprennent un bras (130) dont une extrémité supporte le détecteur de soudure et dont l'autre extrémité est supportée par un élément fixe (118) du module, des moyens élastiques (116) étant prévus entre le bras (130) et l'élément fixe (118) pour permettre l'application du détecteur de soudure (101) contre ladite paroi.