Brevet FR2937420A1 — publié le 20100423

-1- La présente invention concerne une sonde, un ensemble et un procédé de contrôle d'une paroi d'un élément tubulaire. Elle s'applique plus particulièrement au contrôle d'un tube de générateur de vapeur pour un réacteur nucléaire. En particulier, un générateur de vapeur pour un réacteur nucléaire à eau sous pression comporte, dans une partie supérieure, un faisceau de tubes en forme générale de U dont les extrémités sont serties dans des trous traversant une plaque de forme générale circulaire, désignée également par plaque tubulaire. Les extrémités des tubes affleurent sur une face inférieure de cette plaque tubulaire. Plus spécifiquement, le générateur de vapeur comprend, dans une partie inférieure, une boîte à eau, délimitée par la face inférieure de la plaque tubulaire, comprenant deux compartiments séparés entre eux par une cloison. Lors du fonctionnement du générateur, une eau sous pression de refroidissement du réacteur nucléaire entre par une ouverture ménagée dans l'un des compartiments de la boîte à eau, circule à l'intérieur des tubes du faisceau et ressort par une ouverture ménagée dans l'autre des compartiments. Simultanément, la partie supérieure est alimentée en eau, cette eau d'alimentation étant en contact avec la paroi extérieure des tubes. L'eau de refroidissement du réacteur circulant dans les tubes échange alors des calories au cours de son trajet dans les tubes avec l'eau d'alimentation entraînant la vaporisation de cette dernière. Afin d'empêcher toute fuite de l'eau de refroidissement pouvant être contaminée en corps radioactifs dans l'eau d'alimentation entrant en contact avec la paroi des tubes, il est nécessaire d'effectuer un contrôle de la paroi des tubes du générateur. En effet, des fissures traversant la paroi des tubes peuvent apparaître dans certaines zones des tubes et en particulier au voisinage de la plaque tubulaire ce qui peut conduire à des fuites de l'eau de refroidissement dans l'eau d'alimentation. Il est connu de l'état de la technique, et notamment du document EP 0 354 090, d'introduire une sonde de contrôle, par exemple ultra-sonore, à l'intérieur d'un tube à contrôler, cette sonde comprenant un support et une partie mobile en rotation par rapport à ce support. A cet effet, la sonde ultra-sonore est reliée à une de ses extrémités à un câble de type tire-pousse pour son déplacement en translation à l'intérieur du tube du générateur. Dans ce document, l'introduction de la sonde dans les tubes du générateur de vapeur est facilitée par l'utilisation d'un guide-sonde. Ce guide-sonde est destiné à être positionné dans un prolongement axial du tube à contrôler de manière à ce qu'une extrémité du guide-sonde coïncide sensiblement avec une extrémité du tube à contrôler. 2937420 -2- Le guide-sonde est relié à l'autre de ses extrémités à un conduit souple dans lequel est logé le câble tire-pousse de la sonde. Du fait que la sonde est une sonde ultra-sonore, il est nécessaire d'introduire un liquide de couplage dans une zone du tube du générateur à contrôler, ce liquide étant 5 adapté à la propagation des ondes ultra-sonores. Afin que le liquide de couplage atteigne le niveau de cette zone, il est nécessaire de remplir de liquide non seulement le guide-sonde et une partie du tube du générateur jusqu'au niveau de la zone à contrôler, mais également le conduit souple, l'étanchéité de l'outillage au liquide de couplage n'étant assurée qu'à une extrémité libre du conduit souple opposée à l'extrémité reliée au guide- 10 sonde. L'inconvénient de cet outillage est qu'il faut utiliser un grand volume de liquide de couplage pour réaliser un contrôle d'un tube du générateur. Ceci a pour conséquence une perte de temps importante liée aux durées de remplissage et d'évacuation du liquide pour chacun des tubes du faisceau. En effet, le faisceau peut comprendre de trois à cinq mille 15 tubes. L'invention a notamment pour but de remédier à cet inconvénient. A cet effet, l'invention a pour objet une sonde de contrôle d'une paroi d'un élément tubulaire, la sonde comprenant un corps destiné à être introduit à l'intérieur de l'élément tubulaire, caractérisée en ce qu'elle comprend un élément formant joint d'étanchéité à un 20 liquide utilisé pendant le contrôle, ce joint étant du type à expansion radiale élastique autour du corps de la sonde, déformable entre une configuration déployée d'adhérence du joint à une surface interne de la paroi, vers laquelle le joint est rappelé élastiquement, et une configuration rétractée d'introduction de la sonde dans l'élément tubulaire. Grâce à cette sonde, il est possible d'utiliser une plus faible quantité de liquide de 25 couplage. En effet, comme l'élément formant joint est porté par la sonde, l'étanchéité au liquide de couplage peut être réalisée au plus près de la zone à contrôler du tube du générateur. Une fois la sonde introduite dans le tube, le joint ferme l'extrémité d'entrée du tube, ce qui permet de maintenir le liquide de couplage autour du corps de la sonde. Par ailleurs, l'aptitude de l'élément formant joint à se déformer élastiquement permet une 30 introduction relativement aisée de la sonde à l'intérieur du tube du générateur tout en assurant une bonne adhérence de ce joint contre la paroi interne du tube du générateur, une fois la sonde positionnée à l'intérieur, par rappel élastique du joint dans sa configuration déployée. Une sonde selon l'invention peut en outre comporter l'une ou plusieurs des 35 caractéristiques suivantes : 2937420 -3- - le joint a une forme générale de corolle autour du corps de la sonde, comprenant une extrémité de jonction au corps de la sonde et une extrémité libre ; - l'extrémité de jonction est positionnée autour du corps de la sonde en 5 amont de l'extrémité libre en considérant un sens d'introduction prédéfini de la sonde à l'intérieur de l'élément tubulaire ; - le corps de la sonde comprend une partie inférieure portant le joint et une partie supérieure mobile en rotation par rapport à la partie inférieure, en considérant un sens prédéfini d'introduction de la sonde à l'intérieur de 10 l'élément tubulaire ; - le joint est réalisé dans un matériau étanche à un liquide de couplage adapté à la propagation d'ondes ultra-sonores ; - le corps de la sonde est muni d'une cavité de forme générale annulaire autour du corps de la sonde, cette cavité formant un logement d'au 15 moins une partie du joint dans sa configuration rétractée ; - la sonde comprend des moyens d'émission/réception d'ondes ultra- sonores et/ou des moyens d'émission/réception de courants de Foucault. L'invention a encore pour objet un ensemble de contrôle d'une paroi d'un élément tubulaire comprenant une sonde de contrôle et un guide-sonde, le guide-sonde 20 comprenant un corps tubulaire muni d'une extrémité d'entrée et d'une extrémité de sortie du guide-sonde, l'extrémité de sortie étant destinée à être placée dans un prolongement axial d'une extrémité d'entrée de l'élément tubulaire, caractérisé en ce que, la sonde étant selon l'invention, le guide-sonde comprend des moyens de mise en forme du joint dans sa configuration rétractée pour le passage de la sonde de l'extrémité de sortie du 25 corps tubulaire vers l'extrémité d'entrée de l'élément tubulaire. Un ensemble selon l'invention peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques selon lesquelles : - les moyens de mise en forme comprennent une surface interne de l'extrémité de sortie, cette surface étant convergente dans le sens allant 30 de l'extrémité d'entrée vers l'extrémité de sortie du corps tubulaire ; - les extrémités d'entrée et de sortie du corps tubulaire sont munies chacune d'une surface interne convergente de même orientation ; - l'extrémité de sortie du guide-sonde porte un cordon annulaire formant joint d'étanchéité à un liquide utilisé pendant le contrôle, destiné à être 35 intercalé entre cette extrémité de sortie et l'extrémité d'entrée de l'élément tubulaire. 2937420 -4- L'invention a encore pour objet un procédé de contrôle d'une paroi d'un élément tubulaire, dans lequel on utilise un ensemble de contrôle comprenant une sonde de contrôle et un guide-sonde, caractérisé en ce que, l'ensemble de contrôle étant selon l'invention, 5 - on introduit la sonde dans le guide-sonde de manière à ce que le joint ferme l'extrémité d'entrée du guide-sonde, - on remplit au moins partiellement le guide-sonde avec un liquide, et - on déplace la sonde du guide-sonde vers l'élément tubulaire, afin de déplacer le liquide dans l'élément tubulaire conjointement avec la sonde. 10 L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue partielle en coupe d'un générateur de vapeur pour un réacteur nucléaire et d'un ensemble de contrôle selon l'invention ; 15 - les figures 2 et 3 sont des vues de détail de l'ensemble de la figure 1 montrant deux positions successives d'une sonde de contrôle de l'ensemble de la figure 1 lors de l'introduction de cette sonde dans un tube du générateur. On a représenté sur la figure 1 un ensemble selon l'invention de contrôle d'une paroi 20 d'un élément tubulaire. Cet ensemble est désigné par la référence générale 10. En particulier, l'élément tubulaire est un tube 12 d'un générateur de vapeur 14 pour un réacteur nucléaire. Le générateur de vapeur 14 comprend de façon classique un faisceau 16 de tubes 12 sertis chacun à l'intérieur de trous 18 traversant une plaque tubulaire 20 du générateur 25 14. Dans l'exemple illustré sur la figure 1, on a représenté un tube 12 du générateur 14 comprenant une extrémité 12A sertie à l'intérieur d'un trou 18 de la plaque tubulaire 20, l'extrémité 12A du tube 12 débouchant sur une face inférieure 20A de la plaque tubulaire 20. 30 Afin de détecter d'éventuels défauts de la paroi 12S du tube 12, l'ensemble 10 comprend une sonde 22 de contrôle de cette paroi 12S. Ainsi, la sonde 22 comprend un corps 24 destiné à être introduit à l'intérieur du tube 12 pour le contrôle de sa paroi 12S. Ce corps 24 a une forme générale tubulaire et comprend une partie inférieure 26 formant support et une partie supérieure 28 mobile en rotation par rapport à la partie inférieure 26, 35 en considérant un sens prédéfini d'introduction (schématisé par le sens de la flèche F) de la sonde 22 à l'intérieur du tube 12 à contrôler. 2937420 -5- De préférence, la sonde 22 comprend des moyens 30 d'émission-réception d'ondes ultra-sonores. Ces moyens d'émission-réception 30 sont portés de préférence par la partie supérieure 28 du corps 24 de la sonde 22 et sont ainsi mobiles en rotation par rapport au support 26 de la sonde 22. Eventuellement, la sonde 22 comprend en outre 5 des moyens d'émission-réception de courants de Foucault. La partie inférieure 26 de la sonde 22 est reliée à une de ses extrémités à un câble 32 de type tire-pousse afin de permettre le déplacement en translation de la sonde 22 à l'intérieur du tube à contrôler 12. Ainsi, le déplacement en translation et en rotation des moyens d'émission-réception 30 de la sonde 22 permet de sonder toute la surface de la 10 paroi 12S du tube 12. Plus particulièrement, la sonde 22 comprend un élément 34 entourant le corps 24 de la sonde 22 formant joint d'étanchéité à un liquide utilisé pendant le contrôle. Le joint 34 est de préférence porté par la partie inférieure 26 formant support de la sonde 22. Ce joint 34 est du type à expansion radiale élastique autour du corps 24 de la sonde 15 22. De préférence, le joint 34 a une forme générale de corolle comprenant une extrémité 34A de jonction au corps 24 de la sonde 22 et une extrémité libre 34B. Cette extrémité 34B est apte à se déplacer par rappel élastique vers une position déployée de repos de l'extrémité libre 34B. Ainsi, le joint 34 est en particulier déformable entre une configuration rétractée permettant l'introduction de la sonde 22 à l'intérieur du tube à contrôler 12 et 20 une configuration déployée assurant une adhérence du joint 34 sur une surface interne de la paroi 12S du tube à contrôler 12. Le joint 34 est rappelé élastiquement vers la configuration déployée correspondant à sa configuration de repos. Par exemple, le joint 34 est un joint à lèvre. De préférence, l'extrémité de jonction 34A est située en amont de l'extrémité libre 25 34B en considérant le sens d'introduction F de la sonde 22 à l'intérieur du tube 12. Ainsi, lors de l'introduction de la sonde 22 à l'intérieur du tube 12, le déploiement de la corolle formant le joint 34 est limité par la surface interne de la paroi 12S du tube 12, assurant ainsi une fermeture étanche de l'extrémité 12A du tube 12 par le joint 34. En outre, de préférence, le joint 34 est réalisé dans un matériau étanche à un liquide 30 de couplage adapté à la propagation d'ondes ultra-sonores, tel que par exemple un élastomère. Par ailleurs, le corps 24 de la sonde 22 est muni d'une cavité 36 de forme générale annulaire autour du corps 24, cette cavité 36 formant un logement d'au moins une partie du joint 34 dans sa configuration rétractée. Ceci permet notamment de faciliter 35 l'introduction de la sonde 22 à l'intérieur du tube à contrôler 12. 2937420 -6- Comme cela est représenté sur la figure 1, l'ensemble 10 comprend encore un guide-sonde 38 comprenant un corps tubulaire 40 destiné à être positionné sensiblement dans un prolongement axial du tube 12 pour permettre un passage continu de la sonde 22 du guide-sonde 38 vers le tube 12. Le corps tubulaire 40 comprend une extrémité 40A 5 d'entrée de la sonde 22 à l'intérieur du guide-sonde 38 et une extrémité 40B de sortie de la sonde 22 hors du guide-sonde 38. Lorsque le corps tubulaire 40 est positionné dans le prolongement axial du tube à contrôler 12, l'extrémité de sortie 40B du corps tubulaire 40 est destinée à coïncider sensiblement avec l'extrémité 12A, dite extrémité d'entrée, du tube à contrôler 12. 10 Plus précisément, comme on peut le voir sur les figures 2 et 3, le guide-sonde 38 comprend des moyens 42 de mise en forme du joint 34 dans sa configuration rétractée pour le passage de la sonde 22 de l'extrémité de sortie 40B du guide-sonde 38 vers l'extrémité d'entrée 12A du tube à contrôler 12. Les moyens de mise en forme 42 comprennent de préférence une surface interne 44 convergente dans le sens allant de 15 l'extrémité d'entrée 40A vers l'extrémité de sortie 40B. Cette surface interne convergente 44 s'étend sur une surface interne 40S de l'extrémité de sortie 40B du corps tubulaire 40. De préférence, les extrémités d'entrée 40A et de sortie 40B du corps tubulaire 40 sont munies chacune d'une surface interne convergente, respectivement 45 et 44, de même orientation. Par exemple, comme cela est représenté sur la figure 1, l'extrémité 20 d'entrée 40A du corps 40 du guide-sonde 38 a une forme générale évasée afin de faciliter l'introduction de la sonde 22 à l'intérieur du guide-sonde 38. Du fait que l'extrémité de sortie 40B comprend une surface interne convergente 44, le joint 34 peut être déformé progressivement dans une configuration rétractée lors du passage de la sonde 22 à travers le guide-sonde 38. 25 L'extrémité de sortie 40B du guide-sonde 38 porte de préférence un cordon annulaire 46 formant joint d'étanchéité à un liquide utilisé pendant le contrôle, destiné à être intercalé entre cette extrémité de sortie 40B et l'extrémité d'entrée 12A du tube à contrôler 12. En outre, dans l'exemple illustré, le corps tubulaire 40 comprend une ouverture 48 30 de remplissage du guide-sonde 38. On va maintenant décrire les principaux aspects du fonctionnement d'un ensemble de contrôle 10. Initialement, on positionne le guide-sonde 38 de manière à ce que son corps tubulaire 40 s'étende sensiblement dans un prolongement axial d'un des tubes 12 à 35 contrôler. Dans cette position du guide-sonde 38, l'extrémité de sortie 40B de ce dernier coïncide sensiblement avec l'extrémité d'entrée 12A du tube 12 à contrôler. 2937420 -7- On introduit ensuite la sonde 22 à l'intérieur du guide-sonde 38, en faisant passer le corps 24 de la sonde 22 portant le joint 34 par l'extrémité d'entrée 40A, de manière à ce que le joint 34 ferme l'extrémité d'entrée 40A du guide-sonde 38. Puis, on remplit au moins partiellement le guide-sonde 38 avec le liquide de couplage par son ouverture de 5 remplissage 48 (figure 2). Après remplissage du guide-sonde 38, l'ouverture 48 est par exemple rebouchée à l'aide de moyens classiques pour éviter toute évacuation du liquide hors du guide-sonde 38. Ensuite, on déplace la sonde 22 du guide-sonde 38 vers le tube 12, de manière à déplacer le liquide dans le tube 12 conjointement avec la sonde 22 (figure 3). 10 Comme l'extrémité de sortie 40B du guide-sonde 38 a une surface interne convergente 44, le joint 34 est déformé progressivement d'une configuration déployée à une configuration rétractée (figure 2) tout en adhérant à la surface interne 44 du guide-sonde 38. Dans cette configuration rétractée, le joint 34 est logé au moins partiellement à 15 l'intérieur de la cavité annulaire 36 du corps 24 de la sonde 22. De ce fait, l'introduction de la sonde 22 à l'intérieur du tube à contrôler 12 est relativement aisée. Par ailleurs, grâce au cordon annulaire 46 intercalé entre le guide-sonde 38 et le tube 12, l'étanchéité est assurée entre le guide-sonde 38 et le tube 12, ce qui permet de limiter les pertes de liquide lors de l'introduction de la sonde 22 dans le tube 12. 20 Une fois le corps 24 de la sonde 22 introduit à l'intérieur du tube 12, le joint 34 est rappelé dans sa configuration déployée de repos et ferme efficacement de façon étanche l'extrémité d'entrée 12A du tube 12. Le liquide de couplage peut donc être déplacé conjointement avec la sonde 22 jusqu'à une zone du tube 12 à contrôler. Ainsi, grâce à l'ensemble de contrôle 10 selon l'invention, il est possible de réduire 25 le volume du liquide de couplage utilisé pour effectuer le contrôle des tubes du générateur. Ceci permet ainsi de gagner du temps en réduisant les durées de remplissage et de vidage des tubes lors du contrôle de ces derniers. REVENDICATIONS1. Sonde (22) de contrôle d'une paroi (12S) d'un élément tubulaire (12), la sonde (22) comprenant un corps (24) destiné à être introduit à l'intérieur de l'élément tubulaire (12), caractérisée en ce qu'elle comprend un élément (34) formant joint d'étanchéité à un liquide utilisé pendant le contrôle, ce joint (34) étant du type à expansion radiale élastique autour du corps (24) de la sonde (22), déformable entre une configuration déployée d'adhérence du joint (34) à une surface interne de la paroi (12S), vers laquelle le joint (34) est rappelé élastiquement, et une configuration rétractée d'introduction de la sonde (22) dans l'élément tubulaire (12). 2. Sonde (22) selon la revendication 1, dans laquelle le joint (34) a une forme générale de corolle autour du corps (24) de la sonde (22), comprenant une extrémité (24A) de jonction au corps (24) de la sonde (22) et une extrémité libre (24B). 3. Sonde (22) selon la revendication 2, dans laquelle l'extrémité de jonction (24A) est positionnée autour du corps (24) de la sonde (22) en amont de l'extrémité libre (24B) en considérant un sens d'introduction prédéfini de la sonde (22) à l'intérieur de l'élément tubulaire (12). 4. Sonde (22) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le corps (24) de la sonde (22) comprend une partie inférieure (26) portant le joint (34) et une partie supérieure (28) mobile en rotation par rapport à la partie inférieure (26), en considérant un sens d'introduction prédéfini de la sonde (22) à l'intérieur de l'élément tubulaire (12). 5. Sonde (22) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le joint (34) est réalisé dans un matériau étanche à un liquide de couplage adapté à la propagation d'ondes ultra-sonores. 6. Sonde (22) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dont le corps (24) est muni d'une cavité (36) de forme générale annulaire autour du corps (24) de la sonde (22), cette cavité (36) formant un logement d'au moins une partie du joint (34) dans sa configuration rétractée. 7. Sonde (22) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant des moyens (30) d'émission/réception d'ondes ultra-sonores et/ou des moyens d'émission/réception de courants de Foucault. 8. Ensemble (10) de contrôle d'une paroi (12A) d'un élément tubulaire (12) comprenant une sonde de contrôle (22) et un guide-sonde (38), ce guide-sonde (38) comprenant un corps tubulaire (40) muni d'une extrémité d'entrée (40A) et d'une extrémité de sortie (40B) du guide-sonde (38), l'extrémité de sortie (40B) étant destinée à 2937420 -9- être placée dans le prolongement axial d'une extrémité d'entrée (40A) de l'élément tubulaire (12), caractérisé en ce que, la sonde (22) étant selon l'une quelconque des revendications précédentes, le guide-sonde (38) comprend des moyens (42) de mise en forme du joint (34) dans sa configuration rétractée pour le passage de la sonde (22) de 5 l'extrémité de sortie (40B) du corps tubulaire (40) vers l'extrémité d'entrée (12A) de l'élément tubulaire (12). 9. Ensemble (10) selon la revendication précédente, dans lequel les moyens de mise en forme (42) comprennent une surface interne (44) de l'extrémité de sortie (40B) du corps tubulaire (40), cette surface (44) étant convergente dans le sens allant de 10 l'extrémité d'entrée (40A) vers l'extrémité de sortie (40B) du corps tubulaire (40). 10. Ensemble (10) selon la revendication 8 ou 9, dans lequel les extrémités d'entrée (40A) et de sortie (40B) du corps tubulaire (40) sont munies chacune d'une surface interne convergente (45, 44) de même orientation. 11. Ensemble (10) selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, dans 15 lequel l'extrémité de sortie (40B) du guide-sonde (38) porte un cordon annulaire (46) formant joint d'étanchéité à un liquide utilisé pendant le contrôle, destiné à être intercalé entre cette extrémité de sortie (40B) et l'extrémité d'entrée (12A) de l'élément tubulaire (12). 12. Procédé de contrôle d'une paroi (12S) d'un élément tubulaire (12), dans 20 lequel on utilise un ensemble de contrôle (10) comprenant une sonde (22) de contrôle et un guide-sonde (38), caractérisé en ce que, l'ensemble de contrôle (10) étant selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, - on introduit la sonde (22) dans le guide-sonde (38) de manière à ce que le joint (34) ferme l'extrémité d'entrée (40A) du guide-sonde (38), 25 - on remplit au moins partiellement le guide-sonde (38) avec un liquide, et - on déplace la sonde (22) du guide-sonde (38) vers l'élément tubulaire (12), afin de déplacer le liquide dans l'élément tubulaire (12) conjointement avec la sonde (22). 30