Brevet FR2779524A1 — publié le 19991210

i 2779524 Cette invention se rapporte à un appareil de test non destructif, et plus particulièrement, à une sonde de mesure utilisée pour inspecter des éléments et des passages tubulaires. Il est connu dans le domaine technique d'avoir des capteurs à distance, ou des sondes, qui se déplacent dans des éléments tubulaires, tels que ceux qui se trouvent dans des générateurs de vapeur et des échangeurs de chaleur, afin d'inspecter l'intégrité de ces tubes et conduits quand l'accès humain est limité. D'une manière générale, une sonde de test est avancée à l'intérieur des conduits au moyen d'un arbre de positionnement sur lequel elle est fixée. Lorsque l'arbre pousse la sonde dans le conduit, la sonde mesure le conduit de réception sur sa longueur, ou longitudinalement, en transmettant des données de mesure de sonde hors du conduit par l'intermédiaire de câbles transportés dans une gaine à l'intérieur de l'arbre. Une sonde à courant de Foucault est un capteur à distance couramment utilisé dans l'inspection des conduits. Les sondes à courant de Foucault fonctionnent grâce à des enroulements qui alternent un champ électromagnétique dans un conduit lorsqu'elles se déplacent dans le conduit et qui reçoivent des retours électromagnétiques du conduit. En interagissant avec la structure de conduit, le champ est capable de localiser des défauts en reconnaissant des anomalies, telles que des défauts de liaison, des bulles, des fissures, une corrosion, des décollements, une variation d'épaisseur, et équivalent. Au moins un enroulement de test à courant de Foucault est de manière courante monté circonférentiellement autour de la sonde. Dans cette configuration, il est nécessaire que la sonde soit alignée de manière centrale sur l'axe de conduit pour assurer une 2 2779524 mesure fiable et reproductible. Il est connu d'avoir des pieds de centrage élastiques autour des enroulements à courant de Foucault situés dans un corps de sonde afin d'obtenir la position axiale souhaitée des enroulements de test de sonde. Lorsque la sonde se déplace à travers le conduit, la sonde avance sur les pieds de centrage qui glissent le long de la surface intérieure de conduit, dirigeant ainsi la sonde et assurant une distance constante des enroulements par rapport au conduit. Dans ce mode opérationnel, les pieds de centrage qui glissent subissent une abrasion par une utilisation répétée. A un certain degré d'abrasion, la sonde à courant de Foucault est décentrée et produit une mesure dégradée. Après une période d'utilisation, la sonde devient peu fiable et par conséquent inutilisable du fait des pieds de centrage érodés; la sonde complète doit être jetée même si le reste de la sonde est parfaitement utilisable. Avec l'utilisation, la complexité et le coût considérables des sondes à courant de Foucault, il est souhaitable d'avoir une sonde à courant de Foucault qui ne doit pas être entièrement jetée lorsque ses pieds de centrage sont usés par abrasion. Le but de la présente invention est ainsi de procurer une sonde à courant de Foucault avec des pieds de centrage remplaçables. Les buts de l'invention sont atteints avec une sonde à courant de Foucault comportant un arbre central sur lequel est fixé un corps de sonde enserré par des patins amovibles avec des pieds de centrage de corps. Les patins comportent des moitiés correspondantes divisées longitudinalement qui se montent ensemble sur l'arbre. Chacun des patins de centrage est maintenu contre le corps de sonde au moyen d'un chapeau de retenue vissé sur l'arbre de sonde contre les moitiés de patin reliées en poussant le 3 2779524 patin contre le corps de sonde et dévissé pour libérer les moitiés de patin de l'arbre. Le patin s'étend dans un alésage annulaire dans le corps de sonde afin de fixer les patins à cette extrémité. Une face plate dans le chapeau de retenue perpendiculaire à l'arbre ou fortement inclinée vers la sonde et surplombant le patin maintient le patin en position autour de l'arbre à l'extrémité de chapeau de retenue. La sonde est utilisée jusqu'à ce que les pieds de centrage soient érodés mais avant que les pieds érodés ne compromettent leur fonction de centrage fiable du corps de sonde dans le tube. Les pieds de centrage des deux côtés du corps de sonde sont alors remplacés en rétractant le chapeau de retenue, en retirant chaque patin en séparant les moitiés correspondantes de patin, et en les remplaçant autour de l'arbre par des patins qui possèdent de nouveaux pieds de centrage non usés. Le chapeau de retenue coulissant est alors fixé sur le patin, en poussant le patin contre le corps de sonde. Ainsi, les pieds de centrage usés sont remplacés tout en conservant le reste de la sonde sans compromettre la fiabilité de la sonde. La figure 1 est une vue de côté de la sonde avec des pieds de centrage remplaçables montrant la sonde opérationnelle avec le corps de sonde enserré par deux patins ayant des pieds en porte-à-faux élastiques. La figure 2 est une vue éclatée montrant le chapeau de retenue coulissant rétracté et des moitiés de patin séparées d'un arbre de sonde. La figure 3 est une vue en perspective d'un pied de centrage typique. La figure 4 est une vue de côté avec une vue en bout correspondante du corps de sonde avec des alésages destinés à recevoir des extrémités des pieds de centrage. 4 2779524 La figure 5a et la figure 5b sont des vues de côté de variante de réalisation du chapeau de retenue. La figure 6 est une vue de côté et en bout d'un patin typique. La figure 7 est une vue en coupe de la sonde de la figure 1 suivant la ligne 7-7. Si l'on se réfère aux figures, la présente invention comporte une sonde à courant de Foucault 10 qui comprend au moins un enroulement à courant de Foucault 11 dans un corps de sonde 12 comme transducteur disposé afin d'émettre et détecter un champ électromagnétique alternatif et un appareil de centrage de sonde 20 ayant des pieds de centrage remplaçables 21 destinés à centrer le corps de sonde qui se déplace dans un tube 100. L'appareil de centrage de sonde 20 comporte un arbre tubulaire 30 servant de conduit pour le câblage à l'intérieur et servant de support de ladite sonde à courant de Foucault. L'arbre comporte une section d'entraînement flexible étendue 31 et une section rigide 32 à son extrémité distale 33 sur laquelle est fixée la sonde à courant de Foucault avec le corps de sonde et l'appareil de centrage. De manière typique, le corps de sonde 12 est fixé sur l'arbre en étant enserré par une paire de patins amovibles 22 contre le corps de sonde 12, prévue pour maintenir le corps de sonde au centre du tube 100. Une multiplicité de jambes en porte-à-faux élastiques 23 ayant chacune un pied de centrage 24 sur une extrémité distale de jambe 25 s'étend en oblique depuis une section cylindrique de patin 26 dimensionnée afin de s'ajuster autour de l'arbre. Les pieds de centrage 24 comprennent de manière typique une surface extérieure curviligne 27 avec une partie centrale 28 qui s'étend au- delà du corps de sonde 12. Les pieds de centrage 24 sur les jambes respectives 23 s'étendent depuis l'arbre 30 vers 2779524 l'extérieur au-delà du corps de sonde 12 de telle sorte que les pieds de centrage 24, espacés circonférentiellement autour de l'arbre, et pas le corps de sonde, entrent en contact de glissement avec le tube 100 dans lequel la sonde se déplace en maintenant le corps de sonde à l'écart des parois de tube de manière centrale dans le tube. Le patin 22 comporte deux moitiés correspondantes 29, 29' divisant la section cylindrique 26 en demi- cylindres égaux qui sont fixés de façon amovible autour de l'arbre. Un chapeau de retenue 40, avec un trou à travers, rappelé vers le corps de sonde coulisse sur l'arbre, l'arbre passant à travers le trou, et fixe de façon amovible le patin 22 contre le corps de sonde. De manière typique, le chapeau 40 a des filets internes 41 qui correspondent à des filets d'arbre 42 prévus pour fixer le chapeau sur l'arbre contre les moitiés de patin. En variante, le chapeau 40 peut être rappelé par ressort contre les patins avec un ressort 43 fixé entre l'arbre et le chapeau. Il faut bien comprendre que n'importe quel autre moyen parmi plusieurs destiné à fixer d'une manière équivalente le chapeau sur le patin en maintenant le patin en place est considéré comme inclus en tant que partie de l'invention. La section cylindrique 26 comprend un élément d'extrémité de corps 44 s'étendant longitudinalement après les pieds de centrage 24 au niveau d'une extrémité de corps de sonde de patin 45 et dans un alésage 46 dans le corps de sonde 12 au niveau de l'arbre afin de fixer en place le patin à son extrémité de corps de sonde contre l'arbre. Les jambes en porte-à-faux de patin 23 lorsqu'elles s'étendent depuis la section cylindrique 26 à son extrémité de chapeau de retenue 47 présentent une surface conique 48. De manière typique, le chapeau de retenue comprend une partie en surplomb 49 formant une 6 2779524 cavité cylindrique correspondant à la surface conique de patin qui s'étend vers le patin et dans laquelle la surface conique est saisie, fixant et alignant ainsi le patin sur l'arbre au niveau du chapeau de retenue tout comme l'élément d'extrémité de corps dans l'alésage de corps de sonde fixe le patin au niveau de l'extrémité de corps. Pour remplacer les pieds de centrage lorsqu'ils ont été érodés par l'utilisation, le chapeau de retenue est rétracté du patin, et les moitiés de patin sont enlevées de l'alésage de corps de sonde et séparées de l'arbre. Le patin est remplacé par de nouvelles moitiés de patin avec des sections de pied non érodées en plaçant les moitiés de patin ensemble sur l'arbre et dans l'alésage. Le chapeau de retenue est alors ramené contre le nouveau patin en poussant le patin fermement contre le corps de sonde. Dans une variante de réalisation, le chapeau de retenue peut être rappelé sur l'arbre vers la partie de corps à l'aide d'un ressort fixé entre l'arbre et le chapeau. Sous le rappel du ressort, le chapeau est poussé contre la surface conique de patin, fixant ainsi le patin sur le corps de sonde. Pour retirer le patin, le chapeau est déplacé à l'encontre du rappel du ressort, à l'écart du patin de sorte que le patin peut être extrait de sa position sur l'arbre. - 2779524 REVENDICATIONS 1. Appareil prévu pour centrer un corps de sonde (12) qui se déplace dans un tube (100), caractérisé en ce qu'il comporte un arbre (30) avec ledit corps de sonde (12) fixé dessus, un patin remplaçable (22) pouvant être inséré sur l'arbre (30) et prévu pour centrer l'arbre (30) et le corps de sonde (12) dans ledit tube (100), le patin (22) comportant deux moitiés de patin correspondantes se rejoignant autour de l'arbre (30) et se combinant pour former un cylindre autour de l'arbre, ledit patin (22) pouvant être enlevé radialement de l'arbre en se séparant, lors de la libération de l'arbre, en deux dites moitiés de patin, et des moyens destinés à fixer de façon amovible le patin sur l'arbre (30). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le patin (22) comporte en outre une multiplicité de jambes en porte-à-faux (23) autour de l'arbre (30), chacune avec un pied de centrage (24) sur les extrémités distales de jambe (25) respectives s'étendant vers l'extérieur depuis celle-ci au-delà du corps de sonde (12), comportant ensemble plusieurs pieds de centrage espacés autour de la périphérie de l'arbre. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le patin (22) peut être inséré de façon amovible sur l'arbre (30) et contre un premier côté dudit corps de sonde (12). 8 2779524 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens destinés à fixer de façon amovible le patin (22) sur l'arbre (30) comportent un chapeau de retenue (40) avec un trou à travers lequel peut passer l'arbre (30) et pouvant coulisser sur l'arbre (30) en butée avec le patin (22) et prévu pour fixer de façon amovible ledit patin (22) contre le corps de sonde (12), et des moyens destinés à fixer de façon rétractable le chapeau de retenue (40) sur l'arbre (30). 5. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le patin (22) comporte en outre une section cylindrique (26) prévue pour s'ajuster sur l'arbre (30) ayant une extrémité de corps (44) à proximité du corps de sonde (12), ladite multiplicité de jambes en porte-à-faux élastiques (23) s'étendant en oblique à l'extérieur de la section cylindrique (26), et un élément d'extrémité de corps de patin (45) s'étendant longitudinalement au-delà des pieds de centrage (24) et dans un alésage (46) dans le corps de sonde (12) au niveau de l'arbre (30) afin de fixer en place le patin (22) à son extrémité de corps de sonde contre l'arbre (30). 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que les jambes (23) s'étendent depuis une extrémité de section cylindrique opposée à l'extrémité de corps et s'étendent longitudinalement vers le corps de sonde (12) et se terminent de telle sorte que les pieds (24) n'entrent pas en contact avec le corps de sonde (12). 7. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'arbre (30) comprend une partie (42) filetée autour de sa circonférence, et ledit chapeau de retenue (40) comporte en outre des filets (41) correspondant à la partie 9 2779524 filetée d'arbre (42) prévus de telle sorte que le chapeau de retenue (40) lorsqu'il est vissé sur la partie filetée d'arbre (42) fixe le patin (22) entre la partie filetée (42) et le corps de sonde (12). 8. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le chapeau de retenue (40) comporte en outre une partie en surplomb (49) s'étendant longitudinalement vers le patin (22) formant une cavité cylindrique dans laquelle une partie du patin est saisie, alignant ainsi le patin (22) sur l'arbre (30) au niveau du chapeau de retenue (40). 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que la partie en surplomb (49) est conique afin de correspondre au patin (22) de telle sorte que le chapeau de retenue (40) rend constant le contact de centrage avec le patin (22) autour de l'arbre (30). 10. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un premier patin (22) sur un premier côté dudit corps de sonde (12), et un deuxième patin (22) sur un deuxième côté dudit corps de sonde (12) opposé au premier côté de corps de sonde, le corps de sonde (12) étant ainsi serré entre les deux patins. 11. Appareil destiné à centrer un corps de sonde (12) fixé sur un arbre (30) qui se déplace dans un tube (100), caractérisé en ce qu'il comporte un premier patin (22) sur l'arbre (30) contre un premier côté dudit corps de sonde (12), le patin (22) comprenant une multiplicité de pieds de centrage (24) autour de l'arbre (30) au-delà du corps de sonde (12) prévus pour centrer l'arbre (30) et le corps de sonde (12) dans ledit tube (100), et un deuxième patin (22) sur l'arbre (30) contre un deuxième côté dudit corps de 2779524 sonde (12) opposé au premier côté de corps de sonde (12) sur l'arbre (30), le deuxième patin (22) comprenant d'une manière similaire une multiplicité de pieds de centrage (24) autour de l'arbre (30) au-delà du corps de sonde (12) prévus pour centrer l'arbre (30) et le corps de sonde (12) dans ledit tube (100), chacun desdits patins (22) comportant deux moitiés de patin correspondantes se rejoignant de façon amovible autour de l'arbre (30), les moitiés de patin comportant ensemble une section cylindrique (26) prévue pour s'ajuster autour de l'arbre (30), une multiplicité de jambes en porte-à-faux élastiques (23) s'étendant à l'extérieur depuis la section cylindrique (26) avec chaque jambe ayant un desdits pieds de centrage (24) sur une extrémité distale de jambe, et un chapeau de retenue rétractable (40) sur l'arbre central (30) prévu pour fixer de façon amovible lesdites moitiés de patin sur l'arbre (30) contre le corps de sonde (12). 12. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une sonde à courant de Foucault (10) comportant ledit corps de sonde (12) et au moins un enroulement à courant de Foucault (11) comme transducteur disposé afin d'émettre et détecter un champ électromagnétique alternatif, en ce que ledit arbre (30) comprend un arbre tubulaire servant de conduit pour le câblage et servant de porteur de ladite sonde à courant de Foucault (10), l'arbre (30) comportant une section rigide (32) à son extrémité distale (33) sur laquelle est fixée la sonde à courant de Foucault (10) avec le corps de sonde (12), et en ce que le patin remplaçable (22)assure le centrage du corps de sonde (12) sur ladite section rigide d'arbre (32). :11:]. 2779524 13. Appareil selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit patin (22) comporte une multiplicité de pieds de centrage (24) autour de l'arbre (30) s'étendant vers l'extérieur au-delà du corps de sonde (12) et prévus pour centrer l'arbre (30) et le corps de sonde (12) dans ledit tube (100). 14. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit patin (22) comporte deux moitiés de patin correspondantes se rejoignant de façon amovible autour de l'arbre (30), les moitiés de patin comportant ensemble une section cylindrique (26) prévue pour s'ajuster autour de l'arbre (30), une multiplicité de jambes en porte-à- faux (23) élastiques s'étendant à l'extérieur de la section cylindrique (26) avec chaque jambe ayant un desdits pieds de centrage (24) sur une extrémité distale de jambe (25), et un chapeau de retenue rétractable (40) sur l'arbre central (30) prévu pour fixer de façon amovible lesdites moitiés de patin sur l'arbre (30) contre le corps de sonde (12).