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Patent Searching and Data


Title:
CANNULA FOR INSPECTING A WALL CLOSE TO A PLUG, KIT COMPRISING SAME AND METHODS EMPLOYING SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/274775
Kind Code:
A1
Abstract:
The cannula (60) for inspecting a wall close to a plug (10, 30 or 80) in a wall (70) positions a radioactive source (68) carried by a source carrier (67) having rear shielding preventing the passage of radiation at a predetermined angle (69) centred on the axis of the source carrier. The cannula has: - a shank (63 to 66) secured to the connecting means, with a substantially constant diameter smaller than the diameter of the opening of the plug, having: - a first curved part (63) having a first radius of curvature, - an inflection zone (64), starting from which the radius of curvature of the shank is on the other side of the shank with respect to the radius of curvature of the first part, - a second curved part (65) having a second radius of curvature, and - at its distal end, a source-carrier support (66).

Inventors:
VIGIER ANNABEL (FR)
MONTEIRO JULIEN (FR)
MATEJICEK RONNIE (FR)
Application Number:
PCT/EP2022/066772
Publication Date:
January 05, 2023
Filing Date:
June 20, 2022
Export Citation:
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Assignee:
SARL MONTEIRO (FR)
International Classes:
G21C17/017; F16L55/11; F16L55/115; F16L55/18; G01N23/00; G21D1/00
Foreign References:
FR2652650A11991-04-05
CN202926860U2013-05-08
Attorney, Agent or Firm:
CORNUÉJOLS, Georges (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Canule (60) pour inspection d’une paroi à proximité d’un orifice de visite (21), l’orifice de visite coopérant avec un bouchon (10, 30, 80), le bouchon présentant une ouverture traversante (15, 85), configurée pour positionner une source radioactive (68) portée par un porte-source (67) comportant un blindage arrière interdisant le passage des rayonnements selon un angle prédéterminé (69) centré sur l’axe du porte source, caractérisée en ce qu’elle comporte une tige (63 à 66) solidaire d’un moyen (62) de liaison avec le bouchon, de diamètre sensiblement constant inférieur au diamètre de l’ouverture du bouchon, tige comportant dans l’ordre à partir du moyen de liaison, dans un plan :

- une première partie courbée (63), présentant un premier rayon de courbure configuré pour que cette première partie traverse l’ouverture du bouchon, d’une première longueur,

- une zone d’inflexion (64) à partir de laquelle le rayon de courbure de la tige est, par rapport au rayon de courbure de la première partie, de l’autre côté de la tige,

- une deuxième partie courbée (65) présentant un deuxième rayon de courbure configuré pour que cette deuxième partie traverse l’ouverture du bouchon, d’une deuxième longueur telle que, à l’extrémité distale de cette deuxième partie, l’angle de cette extrémité distale par rapport à l’axe de l’ouverture du bouchon soit supérieur à la moitié de l’angle prédéterminé et

- à son extrémité distale, un support (66) du porte-source.

2. Canule (60) selon la revendication 1 , dans laquelle le deuxième rayon de courbure est égal au premier rayon de courbure.

3. Canule (60) selon l’une des revendications 1 ou 2, pour inspecter une zone rechargée par soudage, dans laquelle la première longueur et la deuxième longueur sont conjointement configurées pour déporter la position de la source, selon une parallèle à l’axe de l’ouverture traversante du bouchon d’une distance inférieure à la distance entre cet axe et une extrémité de la zone rechargée par soudage.

4. Canule (60) selon l’une des revendications 1 à 3, qui comporte, de plus, une poignée (61) du côté opposé au support (66) du porte-source.

5. Canule (60) selon l’une des revendications 1 à 4, dans laquelle, l’ouverture traversante (15, 85) du bouchon (10, 30, 80) étant une ouverture cylindrique de diamètre d1 et d’extension longitudinale e, la tige (62 à 66) étant cylindrique de diamètre d2, le rayon de courbure R de chacune de la première partie courbée (63) et de la deuxième partie courbée (65) est supérieur à (e2+4(d1-d2)2)/8(d1-d2).

6. Canule (60) selon la revendication 5, dans laquelle, la projection orthogonale I2 de la deuxième partie courbée (65), à partir du point où la tige est parallèle à l’axe (71 ) de l’ouverture traversante (15, 85) du bouchon (10, 30, 80) est supérieur à sin(A/2)*R, l’angle A étant un angle prédéterminé centré sur l’axe du porte source (67).

7. Kit comportant une canule (60) selon l’une des revendications 1 à 6 et un bouchon de maintenance (10, 30, 80) d’un orifice de visite (21 ) d’une paroi (24, 70), bouchon qui comporte un corps (11 , 81 ) de bouchon s’étendant selon un axe longitudinal (X-X) entre deux extrémités (12, 13, 82, 83) du bouchon de maintenance, le bouchon de maintenance comportant :

- à une première extrémité (12, 82), une douille (18, 28, 88) configurée pour coopérer avec l’orifice de visite (21 ), le corps (11 , 81 ) de bouchon comportant une ouverture traversante (15, 85) qui s’étend selon l’axe longitudinal (X-X) entre les extrémités (12, 13, 82, 83) du bouchon de maintenance, et

- à une seconde extrémité (13, 83), un opercule (19, 29, 89) amovible.

8. Kit selon la revendication 7, dans lequel la seconde extrémité (13, 83) du bouchon (10, 30, 80) constitue un premier organe d’assemblage complémentaire d’un second organe d’assemblage solidaire de l’opercule (19, 29, 89).

9. Kit selon l’une des revendications 7 ou 8, dans lequel la douille (18, 28, 88) possède un diamètre extérieur supérieur au diamètre extérieur du corps (11 , 81) de bouchon (10, 30, 80), le bouchon comprenant un épaulement (17, 27, 87) faisant jonction entre la douille (18, 28, 88) et le corps de bouchon.

10. Kit selon l’une des revendications 7 à 9, dans lequel le corps (11 , 81 ) de bouchon (10, 30, 80) possède un méplat externe (16, 86).

11 . Procédé d’inspection d’une tuyauterie (20), d’un silo ou d’un réservoir, caractérisé en ce qu’il comporte une étape de positionnement dans la tuyauterie, le silo ou le réservoir, d’une source radioactive (68) portée par un porte-source (67) supporté par une canule (60) selon l’une des revendications 1 à 6, traversant un orifice de visite (21) et une étape (56) de contrôle de qualité, par tir radiographique depuis l’intérieur de la tuyauterie, du silo ou du réservoir.

12. Procédé de maintenance (50) d’un orifice de visite (21) d’une paroi (24, 70), par exemple de réservoir, de silo ou de tuyauterie (20), caractérisé en ce qu’il comporte :

- une étape de dépose (51 ) d’un obturateur de l’orifice de visite (21 ),

- une étape d’insertion (52) d’un bouchon de maintenance (10, 30, 80) du kit selon l’une des revendications 7 à 10 dans l’orifice de visite (21 ),

- une étape d’élimination (53) d’une zone de la paroi entourant l’orifice de visite (21),

- une étape de rechargement (54) d’une partie de la paroi entourant l’orifice de visite (21), l’étape de rechargement (54) étant effectuée par soudure et apport d’un matériau métallique en fusion, et - une étape (56) de positionnement dans la tuyauterie, le silo ou le réservoir, d’une source radioactive (68) portée par un porte-source (67) supporté par une canule (60) du kit selon l’une des revendications 7 à 10 et de contrôle de la qualité du rechargement de la soudure, par l’intermédiaire d’un tir radiologique. 13. Procédé de maintenance selon la revendication 12, qui comporte, de plus, après l’étape

(56) de positionnement et de contrôle de qualité :

- une étape de dépose (57) du bouchon de maintenance (10, 30, 80), et

- une étape de pose (58) d’un nouvel obturateur. 14. Procédé selon l’une des revendications 12 ou 13, dans lequel, au cours de l’étape (52) d’insertion du bouchon (10, 30, 80), la position de la douille (18, 28, 88) est ajustée perpendiculairement à la paroi (24, 70) afin que l’extrémité (12, 82) du bouchon affleure à l’intérieur de la paroi. 15. Procédé selon l’une des revendications 12 à 14, dans lequel, au cours de l’étape (52) d’insertion du bouchon (10, 30, 80), la position de la douille (18, 28, 88) est ajustée perpendiculairement à la paroi (24, 70) afin que l’épaulement (17, 27, 87) soit disposé quatre mm sous la génératrice externe de la paroi.

Description:
CANULE POUR INSPECTION D’UNE PAROI À PROXIMITÉ D’UN BOUCHON, KIT LA COMPORTANT ET PROCÉDÉS LA METTANT EN ŒUVRE

DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION

La présente invention se rapporte à une canule pour mettre en oeuvre un procédé de maintenance, un kit comportant cette canule et un bouchon de maintenance, un procédé d’inspection et un procédé de maintenance la mettant en oeuvre. L’invention s’applique à des installations subissant des inspectios périodiques en service telles qu’un réseau de tuyauteries, par exemple nucléaires, chimiques, pétrochimiques ou agroalimentaires, ou de réservoirs ou silos. L’invention s’applique, plus particulièrement, à l’entretien de la tuyauterie du système de refroidissement d’un réacteur nucléaire et/ou de la tuyauterie de transfert de la vapeur entre le réacteur nucléaire et la turbine de production d’énergie électrique.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE

La règlementation d’entretien des équipements des centrales nucléaires établit un cahier des charges d’entretien régulier afin de garantir la sûreté des installations.

A titre indicatif, la tuyauterie d’alimentation du réacteur appelée tuyauterie « ARE », véhicule de l’eau pressurisée à 83 bars et surchauffée à 225°C. Quant à la tuyauterie vapeur conduisant la vapeur d’eau vers la turbine, elle est connue sous la dénomination « tuyauterie WP », elle conduit de la vapeur d’eau pressurisée entre 55 et 70 bars, la vapeur d’eau comportant une température comprise entre 270 et 297°C.

Ces contraintes extrêmes supportées par ces tuyauteries peuvent entraîner une érosion/dégradation de la tuyauterie et en particulier des soudures telles que les soudures d’assemblage des différents tronçons de la tuyauterie. La dégradation d’une soudure peut se matérialiser par des fissures ou des variations de densité et/ou d’épaisseur de matière.

Dans ce contexte, la tuyauterie du système refroidissement du réacteur et la tuyauterie vapeur menant à la turbine de production d’énergie électrique comportent des orifices dits « bouchons radios ». Ces orifices permettent de contrôler l’état de la tuyauterie et notamment des soudures selon un programme de maintenance préventive. Pour la tuyauterie des installations nucléaires, en règle générale, un contrôle de l’état des soudures se fait par radiographie.

Pour les inspections de ces tuyauteries, et notamment des zones entourant des orifices, on utilise soit un capteur à ultrason, de faible précision et qui nécessite des manipulations longues et complexes, soit une source radioactive et de l’imagerie radiologique. Dans ce dernier cas, la résolution est directement liée à la distance entre la source radiologique et la zone à inspecter : plus la source est proche de la zone à inspecter, meilleure est la résolution de l’image. Mais il n’est pas possible de positionner la source juste derrière l’ouverture car celle-ci se trouve alors dans la zone d’ombre provoquée par le blindage arrière du porte-source. Pour avoir une image unique de la zone entourant l’orifice, on doit réaliser une image avec une source positionnée à l’extérieur de la tuyauterie. Si bien que les rayonnements radiologiques doivent traverser deux fois la paroi de la tuyauterie, dans la zone à inspecter et du côté diamétralement opposé de la tuyauterie. L’image de la zone entourant l’orifice est alors perturbée par les irrégularités de la tuyauterie du côté diamétralement opposé. Et la puissance de la source radiologique doit être augmentée, avec tous les inconvénients et risques que cela entraîne pour les équipements et les personnels.

Chaque orifice de visite est équipé d’un obturateur. Il existe deux types d’obturateur, un premier type d’obturateur qui comporte un bouchon démontable et un second type d’obturateur qui comporte un bouchon non démontable.

Le premier type d’obturateur comporte une chemise et un bouchon. La chemise est vissée et soudée à l’orifice de visite. Le bouchon est quant à lui vissé et soudé à la chemise. La soudure entre la chemise et le bouchon assure l’étanchéité de la tuyauterie. Ce type d’obturateur est monté sur des orifices de la tuyauterie qui nécessitent des contrôles réguliers. Lors de chaque contrôle, le bouchon est retiré de la chemise pour permettre l’accès à l’orifice de la tuyauterie et insérer une source radiographique à l’intérieur de la tuyauterie.

Dans ce contexte, la soudure entre la chemise et le bouchon constitue un point d’usure de la tuyauterie. En effet, les organismes de contrôle arasent la soudure entre le bouchon et la chemise pour permettre la dépose du bouchon. Lors de ces opérations, la chemise est également détériorée. Lorsque la hauteur de la chemise devient trop faible, l’arasement de cette soudure peut également endommager la soudure entre la chemise et l’orifice de la tuyauterie. De même, une hauteur trop faible de la chemise peut également empêcher la réalisation de la nouvelle soudure d’étanchéité entre la chemise et le bouchon radio. En effet, l’opération de soudage affecte thermiquement une zone qui entoure la soudure de liaison entre la chemise et tuyauterie. Cette zone est appelée la « zone affectée thermiquement ».

Des opérations de maintenance sont nécessaires pour remplacer la chemise dont la hauteur est devenue trop faible. Afin de garantir que le matériau constitutif de la tuyauterie présente des caractéristiques mécaniques suffisantes, la zone affectée thermiquement de la tuyauterie doit être éliminée et la tuyauterie doit être rechargée par soudure pour retrouver son épaisseur nominale de conception.

Le second type d’obturateur comporte un bouchon directement vissé et soudé à l’orifice de visite de la tuyauterie. Ce type d’obturateur est remplacé en cas de fuite de la soudure d’étanchéité entre le bouchon et l’orifice de la tuyauterie. Ces fuites interviennent au droit des soudures d’étanchéité des bouchons. Ces fuites entraînent des opérations de maintenance, pour remplacer le bouchon en place sur la tuyauterie et réparer cette dernière. EXPOSÉ DE L’INVENTION

La présente invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur.

À cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise une canule pour inspection d’une paroi à proximité d’un orifice de visite, l’orifice de visite coopérant avec un bouchon, le bouchon présentant une ouverture traversante, configurée pour positionner une source radioactive portée par un porte-source comportant un blindage arrière interdisant le passage des rayonnements selon un angle prédéterminé centré sur l’axe du porte source. Cette canule comporte une tige solidaire d’un moyen de liaison avec le bouchon, de diamètre sensiblement constant inférieur au diamètre de l’ouverture du bouchon, tige comportant dans l’ordre à partir du moyen de liaison, dans un plan :

- une première partie courbée, présentant un premier rayon de courbure configuré pour que cette première partie traverse l’ouverture du bouchon, d’une première longueur,

- une zone d’inflexion à partir de laquelle le rayon de courbure de la tige est, par rapport au rayon de courbure de la première partie, de l’autre côté de la tige,

- une deuxième partie courbée présentant un deuxième rayon de courbure configuré pour que cette deuxième partie traverse l’ouverture du bouchon, d’une deuxième longueur telle que, à l’extrémité distale de cette deuxième partie, l’angle de cette extrémité distale par rapport à l’axe de l’ouverture du bouchon soit supérieur à la moitié de l’angle prédéterminé et

- à son extrémité distale, un support du porte-source.

Grâce à ces dispositions, le porte source présente un angle d’inclinaison supérieur à la moitié de l’angle masqué par le blindage et se trouve sensiblement au droit du bouchon, c’est-à-dire sur l’axe de son ouverture traversante. En conséquence, les rayonnements émis par la source radiologique atteignent cette ouverture traversante et une zone de soudure l’entourant.

Dans des modes de réalisation, le deuxième rayon de courbure est égal au premier rayon de courbure. Cette égalité des rayons de courbure facilite la manipulation de la canule par l’opérateur.

Dans des modes de réalisation, pour inspecter une zone rechargée par soudage, dans laquelle la première longueur et la deuxième longueur sont conjointement configurées pour déporter la position de la source, selon une parallèle à l’axe de l’ouverture traversante du bouchon d’une distance inférieure à la distance entre cet axe et une extrémité de la zone rechargée par soudage.

Grâce à ces dispositions, le rayonnement incident sur la zone rechargée par soudage issus de la source est sensiblement perpendiculaire à la surface à inspecter d’un côté du bouchon. Avec deux positions opposées de la canule, les zones de soudage des deux côtés du bouchon peuvent être inspectées. Dans des modes de réalisation, la canule comporte, de plus, une poignée du côté opposé au support du porte-source.

Dans des modes de réalisation, l’ouverture traversante du bouchon étant une ouverture cylindrique de diamètre d1 et d’extension longitudinale e, la tige étant cylindrique de diamètre d2, le rayon de courbure R de chacune de la première partie courbée et de la deuxième partie courbée est supérieur à (e 2 +4(d1-d2) 2 )/8(d1-d2).

Dans des modes de réalisation, la longueur I2 de projection orthogonale de la deuxième partie courbée sur l’axe de l’ouverture traversante du bouchon, à partir du point où la tige est parallèle à l’axe de l’ouverture traversante du bouchon, est supérieure à sin(A/2) * R, l’angle A étant un angle prédéterminé centré sur l’axe du porte source.

Ces dispositions optimisent le positionnement de la source radiologique dans la tuyauterie, le réservoir ou le silo.

Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un kit comportant une canule objet de l’invention et un bouchon de maintenance d’un orifice de visite d’une paroi, bouchon qui comporte un corps de bouchon s’étendant selon un axe longitudinal entre deux extrémités du bouchon de maintenance, le bouchon de maintenance comportant, à une première extrémité, une douille configurée pour coopérer avec l’orifice de visite, le corps de bouchon comportant une ouverture traversante qui s’étend selon l’axe longitudinal entre les extrémités du bouchon de maintenance, le bouchon de maintenance comportant, à une seconde extrémité, un opercule amovible.

Le bouchon objet de l’invention fournit une solution technique permettant d’opérer le remplacement des chemises des bouchons démontables ou des bouchons non démontables, par élimination des soudures d’étanchéité existantes, élimination de la zone affectée thermiquement de la paroi de tuyauterie, réservoir ou silo, au droit des soudures éliminées, recomplètement de l’épaisseur de la paroi par soudage. Le bouchon objet de l’invention permet ainsi de réaliser la maintenance de la soudure de la chemise d’un orifice de visite, mais aussi le contrôle qualitatif de la soudure, tout en réduisant la perte d’exploitation du site industriel liée aux opérations de maintenance.

D’une part, le bouchon de maintenance protège l’orifice de visite au cours de l’opération de maintenance. D’autre part, du fait qu’il est creux et que son intérieur est accessible grâce à son ouverture traversante et l’opercule amovible, le bouchon de maintenance permet de réaliser une opération de contrôle, notamment par tir radiographique depuis l’intérieur de la tuyauterie, du réservoir ou du silo. Ce type d’inspection présente plusieurs avantages tels que la réduction de la zone de balisage lors du tir radiographique, l’utilisation d’une source radioactive moins énergétique, mais aussi la réduction de la durée de l’intervention et par conséquent, la réduction de la perte d’exploitation au cours de la maintenance. Par ailleurs, le tir radiographique intérieur présente aussi l’avantage d’être plus précis qu’un tir radiographique extérieur qui s’opère depuis la paroi de la tuyauterie, du réservoir ou du silo, qui est opposée à l’orifice de visite puisque la distance entre la source radioactive et le film ou capteur de rayons est plus faible.

Dans des modes de réalisation, la seconde extrémité du bouchon constitue un premier organe d’assemblage complémentaire d’un second organe d’assemblage solidaire de l’opercule. Il est ainsi possible de positionner et de retirer l’opercule simplement.

Dans des modes de réalisation, la douille possède un diamètre extérieur supérieur au diamètre extérieur du corps de bouchon, le bouchon de maintenance comprenant un épaulement faisant jonction entre la douille et le corps de bouchon.

L’épaulement peut constituer une surface d’appui lors des opérations d’usinage et/ou de soudage qui sont réalisées lors des opérations de maintenance.

Dans des modes de réalisation, le corps de bouchon possède un méplat externe. Ce méplat externe constitue une prise qui facilite le vissage et le dévissage du bouchon de maintenance.

Selon un troisième aspect, la présente invention vise un procédé d’inspection d’une tuyauterie, d’un silo ou d’un réservoir, qui comporte une étape de positionnement dans la tuyauterie, le silo ou le réservoir, d’une source radioactive portée par un porte-source supporté par une canule objet de l’invention, traversant un orifice de visite et une étape de contrôle de qualité, par tir radiographique depuis l’intérieur de la tuyauterie, du silo ou du réservoir.

Selon un troisième aspect, la présente invention vise un procédé de maintenance d’un orifice de visite d’une paroi, par exemple de réservoir, de silo ou de tuyauterie, qui comporte :

- une étape de dépose d’un obturateur de l’orifice de visite,

- une étape d’insertion d’un bouchon de maintenance du kit objet de l’invention dans l’orifice de visite,

- une étape d’élimination d’une zone de la paroi entourant l’orifice de visite,

- une étape de rechargement d’une partie de la paroi entourant l’orifice de visite, l’étape de rechargement étant effectuée par soudure et apport d’un matériau métallique en fusion, et

- une étape de positionnement dans la tuyauterie, le silo ou le réservoir, d’une source radioactive portée par un porte-source supporté par une canule du kit objet de l’invention et de contrôle de la qualité du rechargement de la soudure, par l’intermédiaire d’un tir radiologique.

Dans des modes de réalisation, le procédé de maintenance comporte, de plus, - une étape de dépose du bouchon de maintenance, et

- une étape de pose d’un nouvel obturateur.

Dans des modes de réalisation, au cours de l’étape d’insertion du bouchon, la position de la douille est ajustée perpendiculairement à la paroi afin que l’extrémité du bouchon affleure à l’intérieur de la tuyauterie. Dans des modes de réalisation, au cours de l’étape d’insertion du bouchon, la position de la douille est ajustée perpendiculairement à la paroi afin que l’épaulement soit disposé quatre mm sous la génératrice externe de la tuyauterie.

Les procédés objet de l’invention présentent des avantages, buts et caractéristiques similaires à ceux de la canule et du kit objet de l’invention.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l’invention ressortiront de la description non limitative qui suit d’au moins un mode de réalisation particulier du dispositif et du procédé objets de l’invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels :

La figure 1 représente, en perspective, un premier mode de réalisation particulier du bouchon de maintenance,

La figure 2 représente, en perspective, un deuxième mode de réalisation particulier du bouchon de maintenance,

La figure 3 représente, en perspective, une coupe longitudinale d’une tuyauterie et d’un bouchon de maintenance illustré en figure 1 , monté sur un orifice de visite de la tuyauterie,

La figure 4 représente, en perspective, une coupe longitudinale d’une tuyauterie et d’un bouchon de maintenance illustré en figure 2, monté sur un orifice de visite de la tuyauterie,

La figure 5 représente, sous forme d’un logigramme, une succession d’étapes d’un mode de réalisation particulier d’un procédé de maintenance,

La figure 6 représente, en coupe, une canule de positionnement d’une source radioactive,

La figure 7 représente, en perspective, un troisième mode de réalisation particulier d’un bouchon de maintenance et un opercule adapté à obturer ce bouchon de maintenance, et

La figure 8 représente, en vue en élévation, une canule objet de l’invention et un agrandissement d’une partie de cette canule.

DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION

La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique d’un mode de réalisation pouvant être combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse.

On note dès à présent que les figures 1 à 4 et 6 et à sont à l’échelle.

Comme illustré aux figures 1 à 4, l’invention se rapporte un bouchon de maintenance 10 (figures 1 et 3), 30 (figures 2 et 4) ou 80 (figure 7) pour une paroi 24 ou 70 de réservoir (non représenté) de silo (non représenté), ou de tuyauterie 20 d’une installation industrielle et plus particulièrement pour une tuyauterie d’une installation nucléaire. Dans toute la suite de la description, on utilise le terme de tuyauterie mais la présente invention s’applique aussi bien aux parois de réservoirs ou silos. On appelle « extérieur » de la paroi, ce qui est à l’extérieur du réservoir, du silo ou de la tuyauterie 20 et « intérieur » de la paroi, ce qui est à l’intérieur du réservoir, du silo ou de la tuyauterie 20.

Notamment, le bouchon de maintenance 10, 30 ou 80 est adapté aux opérations de maintenance de la tuyauterie d’admission d’un système de refroidissement d’un réacteur nucléaire ou de la tuyauterie vapeur conduisant la vapeur d’eau vers la turbine d’un réacteur nucléaire.

Dans les exemples illustrés aux figures 3, 4 et 7, le bouchon de maintenance 10, 30 ou

80 est configuré pour coopérer avec un orifice de visite 21 d’une tuyauterie 20. Plus précisément, le bouchon de maintenance 10, 30 ou 80 est configuré pour coopérer avec l’orifice de visite 21 et un lamage 22. Le lamage 22 est consécutif à l’élimination d’une zone à réparer de la tuyauterie qui entoure l’orifice de visite 21 . Il s’agit notamment de la zone affectée thermiquement. En d’autres termes, la zone affectée thermiquement est une zone détériorée à réparer de la tuyauterie 20, zone qui entoure l’orifice de visite 21 .

Dans cette optique, le bouchon de maintenance 10, 30 ou 80 comporte un corps 11 ou

81 de bouchon s’étendant selon un axe longitudinal central X-X.

Dans l’exemple des figures 1 à 4 et 7, le corps 11 ou 81 de bouchon 10, 30 ou 80 présente une conformation cylindrique à base circulaire. Toutefois, le corps de bouchon peut avoir une forme cylindrique à base géométrique différente, telle que carrée, rectangulaire, triangulaire. Pour des raisons de facilité de fabrication, le cylindre à base circulaire est néanmoins préférentiel. Le corps 11 ou 81 du bouchon 10, 30 ou 80 est délimité par une paroi latérale 14 ou 84 autour d’une ouverture traversante 15 ou 85 s’étendant selon l’axe longitudinal X-X et comporte deux extrémités 12 et 13, ou 82 et 83.

Comme illustré aux figures 1 , 2 et 7, le corps 11 ou 81 du bouchon 10, 30 ou 80 possède préférentiellement un méplat externe 16 ou 86 qui constitue une prise pour un outil de vissage/dévissage tel qu’une clé plate.

Comme illustré aux figures 1 à 4 et 7, le bouchon de maintenance 10, 30 ou 80 comporte une douille 18, 28 ou 88 disposée à une première extrémité 12 ou 82. La douille 18, 28 ou 88 est creuse et communique avec l’ouverture traversante 15 ou 85. La douille 18, 28 ou 88 est configurée pour coopérer avec l’orifice de visite 21 de la tuyauterie 20. À ces fins, la douille 18, 28 ou 88 comporte un filetage compatible avec le taraudage de l’orifice de visite 21. La douille 18, 28 ou 88 s’étend longitudinalement sur une distance déterminée définissant sa hauteur, distance qui correspond à, au moins, l’épaisseur de la paroi 20 sur laquelle une opération de maintenance doit être effectuée.

Comme illustré aux figures 1 à 4 et 7, la douille 18, 28 ou 88 possède un diamètre extérieur supérieur au diamètre extérieur du corps 11 ou 81 de bouchon 10, 30 ou 80. Dans le mode de réalisation illustré aux figures 1 et 3, la douille 18 possède un diamètre extérieur ajusté pour un taraudage de diamètre intérieur de 36 mm. Dans les modes de réalisation des figures 2 et 4 et 7, le douille 28 ou 88 possède un diamètre extérieur ajusté pour un taraudage de diamètre intérieur de 27 mm.

Le bouchon de maintenance 10, 30 ou 80 comprend un épaulement 17, 27 ou 87. Cet épaulement 17, 27 ou 87 opère la jonction entre la douille 18, 28 ou 88 et le corps 11 ou 81 de bouchon 10, 30 ou 80. L’épaulement 17, 27 ou 87 constitue une surface d’appui pour les opérations de maintenance telles que le rechargement par soudage du lamage 22 de la zone à réparer.

À l’extérieur de la tuyauterie 20, la position de la douille 18, 28 ou 88 peut être ajustée en hauteur, perpendiculairement à la paroi 24, afin que l’extrémité 12 ou 82 du bouchon de maintenance 10, 30 ou 80 affleure à l’intérieur de la paroi 24 de la tuyauterie 20. Préférentiellement, la position de la douille 18, 28 ou 88 est aussi ajustée en hauteur, perpendiculairement à la paroi 24, afin que l’épaulement 17, 27 ou 87 soit disposé quatre mm sous la génératrice externe de la paroi 24 de la tuyauterie 20. Cette position facilite l’opération de soudage décrite plus loin.

Comme illustré aux figures 3, 4 et 7, le bouchon de maintenance 10, 30 ou 80 comporte un opercule, respectivement 19, 29 et 89, amovible. Dans cet exemple, l’opercule 19, 29 ou 89 est disposé au niveau de la seconde extrémité 13 ou 83 du bouchon de maintenance 10, 30 ou 80. L’extrémité 13 ou 83 constitue un premier organe d’assemblage complémentaire d’un second organe d’assemblage solidaire de l’opercule 19, 29 ou 89.

Dans les exemples des figures 3 et 7, l’organe d’assemblage de l’extrémité 13 ou 83 est un organe d’assemblage femelle, qui peut comporter un taraudage 92, au niveau de l’extrémité 13 ou 83, sur la face intérieure de la paroi latérale 14 ou 84. L’opercule 19 ou 89 comporte quant à lui un tourillon 41 qui est configuré pour s’emboîter dans l’extrémité 13 ou 83. À cet effet, le tourillon 41 ou 91 peut porter un filetage ménagé sur la face extérieure du tourillon 41 ou 91 et complémentaire du taraudage 92 de l’extrémité 13 ou 83. Le tourillon 41 ou 91 constitue ainsi un organe d’assemblage mâle complémentaire de l’organe d’assemblage femelle de l’extrémité 13 ou 83.

Dans l’exemple de la figure 4, la configuration des organes d’assemblage est inversée par rapport à la configuration de la figure 3. L’opercule 29 porte un organe d’assemblage femelle alors que l’extrémité 13 dispose d’un organe d’assemblage mâle. Dans ce cas, l’opercule 29 est creux. La face interne de l’opercule 29 peut porter un taraudage. À l’inverse, l’extrémité 13 peut comporter un filetage 23 (voir figure 2) sur la face extérieure de la paroi 14.

L’invention se rapporte également à un procédé de maintenance d’un orifice 21 de visite d’une paroi 20, dont un mode de réalisation particulier 50 est illustré en figure 5. Le procédé de maintenance objet de l’invention s’applique notamment à une tuyauterie d’une installation industrielle et plus particulièrement à une tuyauterie d’une installation nucléaire. Le procédé de maintenance 50 comporte une étape de dépose 51 de l’obturateur de l’orifice de visite 21 . Dans un premier temps, la soudure de l’obturateur de l’orifice de visite 21 est arasée, dans un second temps, l’obturateur est déposé par dévissage. Lorsque le procédé de maintenance 50 concerne un obturateur comportant une chemise, la soudure de la chemise est aussi arasée et la chemise est dévissée.

Le procédé de maintenance 50 comporte une étape d’insertion 52 d’un bouchon de maintenance 10, 30 ou 80 dans l’orifice de visite 21. Le bouchon de maintenance 10, 30 ou 80 est choisi en fonction des dimensions de la tuyauterie 20, et plus particulièrement en fonction de l’épaisseur de la paroi 24 ou 70 de la tuyauterie 20 et du diamètre de l’orifice de visite 21 . L’étape d’insertion 52 est effectuée par vissage et soudage d’un bouchon de maintenance 10, 30 ou 80 à l’orifice de visite 21 .

Le procédé de maintenance comporte une étape d’élimination 53 d’une zone à réparer de la tuyauterie qui entoure l’orifice de visite 21 . L’étape d’élimination est effectuée par usinage de la zone à réparer de l’orifice de visite 21 . De préférence, l’usinage est réalisé par arasement de la zone à réparer. Comme illustré aux figures 3 et 4, l’étape d’élimination génère un lamage 22 autour de l’orifice de visite 21. Lors de l’étape d’élimination 53, le bouchon de maintenance 10, 30 ou 80 prévient l’introduction de corps migrants dans la tuyauterie 20 pendant l’usinage. Lorsque le bouchon de maintenance 10, 30 ou 80 comporte l’épaulement 17, 27 ou 87, cet épaulement 17, 27 ou 87 peut constituer une surface d’appui pour centrer une machine-outil qui arase la zone à réparer.

Le procédé de maintenance 50 comporte une étape de rechargement 54 du lamage 22 entourant l’orifice de visite 21 , par un apport de métal en fusion. Le métal est mis en fusion par soudure par arc électrique, par exemple. Le lamage 22 est rechargé jusqu’à ce que la tuyauterie 20 retrouve ou dépasse son épaisseur nominale de conception.

Lors de l’étape de rechargement 54, le bouchon de maintenance 10, 30 ou 80 protège le taraudage de l’orifice de visite 21 d’un écoulement du métal en fusion. Ces zones de soudure constituent les zones les plus sujettes à des défauts de soudure. En complément, l’épaulement 17, 27 ou 87 constitue une surface d’appui utile pour le début et/ou la fin du cordon de soudure.

Le procédé de maintenance 50 comporte une étape de mise à niveau 55 de la du métal de rechargement à celui de la paroi 24 ou 70. L’étape de mise à niveau 55 est effectuée par arasage de la zone rechargée autour de l’orifice de visite 21 . L’arasage met la zone rechargée à niveau de l’épaisseur nominale de la tuyauterie 20.

Le procédé de maintenance 50 comporte préférentiellement une étape de contrôle 56 de la qualité du rechargement de la zone rechargée autour de l’orifice de visite. Cette étape 56 permet de vérifier le respect des critères de qualité du rechargement. Les critères de qualité peuvent être la compacité de matière, mais aussi l’absence de défauts et de fissures de la soudure ou entre la soudure et la paroi 24 ou 70. L’étape de contrôle 56 est préférentiellement effectuée par un tir radiographique depuis l’intérieur de la tuyauterie 20.

Dans le cadre d’un contrôle par tir radiographique depuis l’intérieur de la tuyauterie, l’opercule 19, 29 ou 89 est retiré du bouchon de maintenance 10, 30 ou 80. L’ouverture traversante 15 ou 85 donne alors accès à l’intérieur de la tuyauterie 20. L’opérateur peut alors passer une source de rayonnement radiographique à l’intérieur de la tuyauterie 20. Lors de cette étape, l’extrémité 13 ou 83 du corps 11 ou 81 de bouchon 10, 30 ou 80 peut constituer une surface d’appui pour une canule de tir radiographique. Le tir radiographique est réalisé à l’aide d’un élément radioactif tandis qu’un film argentique est positionné sur la zone rechargée à l’extérieur de la tuyauterie 20 pour recueillir le rayonnement de l’élément radiographique.

Avantageusement, réaliser un tir radiographique depuis l’intérieur de la tuyauterie 20 permet d’utiliser une source radioactive moins énergétique que pour un tir radiographique réalisé depuis l’extérieur de la tuyauterie 20. En effet, un tir radiographique depuis l’intérieur de la tuyauterie 20 permet d’utiliser une source radiographique telle que l’iridium 192 car l’épaisseur de métal à traverser est celle de la paroi 24 ou 70 de la tuyauterie 20.

À l’inverse, lorsque l’opération de contrôle est effectuée par tir radiographique depuis l’extérieur de la tuyauterie 20 et lorsque la somme des épaisseurs des deux parois de la tuyauterie est supérieure à 100 mm, il est nécessaire d’utiliser une source radiographique plus énergétique, telle que le cobalt 60.

La zone le balisage de sécurité est d’environ 30-40 mètres de diamètre pour un tir radiographique extérieur au cobalt 60. Un tir radiographique à l’iridium 192, réalisé depuis l’intérieur de la tuyauterie 20 permet de réduire la zone de balisage à 10-15 mètres de diamètre. De surcroît, la durée d’exposition de la source radiographique est divisée par plus de deux lorsque l’on opère un tir radiographique depuis l’intérieur de la tuyauterie 20. En effet, un tir radiographique depuis l’extérieur de la tuyauterie 20 nécessite de traverser deux parois de la tuyauterie avant d’atteindre le film argentique et positionne la source plus loin de ce film. Un tir radiographique depuis l’intérieur permet ainsi de réduire les contraintes de balisage de sécurité et aussi la durée de l’intervention de maintenance. Enfin, la source étant plus proche du film, l’impression argentique est plus précise.

Le procédé de maintenance 50 comporte ensuite une étape de dépose 57 du bouchon de maintenance 10, 30 ou 80. L’étape de dépose 57 est effectuée par usinage qui consiste à libérer le bouchon de maintenance 10, 30 ou 80 de la soudure. Au cours de l'usinage, l’extrémité 13 ou 83 peut également être utile pour permettre le centrage d’une machine-outil. Le bouchon de maintenance 10, 30 ou 80 peut ainsi être considéré comme un bouchon sacrificiel.

Le procédé de maintenance 50 comporte une étape de pose 58 d’un nouvel obturateur par soudure sur l’orifice de visite. Dans le cas d’un obturateur qui comporte une chemise, dans un premier temps, une nouvelle chemise est vissée et soudée à l’orifice 21 , dans un second temps, un nouveau bouchon est vissé et soudé à la nouvelle chemise.

On observe, en figure 6, une tuyauterie 70 portant un bouchon 10, 30 ou 80 dont la zone rechargée autour de l’orifice de visite de la tuyauterie 70 doit être inspectée. Bien entendu, la canule 60 s’adapte aussi à l’inspection de parois de silo ou de réservoir. Une canule 60, est configurée pour positionner, dans la tuyauterie 70, une source radioactive 68 portée par un porte-source 67. Le porte-source 67 comporte un blindage arrière interdisant le passage des rayonnements selon un angle prédéterminé 69 centré sur l’axe du porte source 67. Par exemple l’angle prédéterminé 69 mesure 39 degrés.

La canule 60 comporte, successivement, une poignée 61 qui reste à l’extérieur de la tuyauterie 70 et un moyen 62 de liaison avec le bouchon 10, 30 ou 80. Le bouchon 10, 30 ou 80 est muni d’une ouverture traversante 15 ou 85 cylindrique à directrice circulaire perpendiculaire à l’axe de la génératrice. L’axe 71 de l’ouverture traversante 15 ou 85 est représenté en figure 6. Ce moyen de liaison 62 peut être interne à l’ouverture traversante 15 ou 85 ou externe à celle-ci. Pour que la canule 60 coulisse dans le bouchon 10, 30 ou 80 afin de positionner la source 68 à une distance déterminée du bouchon 10, 30 ou 80, ce moyen de liaison 62 peut être externe au bouchon 10, 30 ou 80 et consister en un circlip autour de la canule 60, circlips de diamètre extérieur supérieur à celui de l’ouverture traversante 15 ou 85, des gorges étant formées sur le diamètre extérieur de la canule 60.

La canule 60 comporte, à la suite de la zone de liaison, du côté opposé à la poignée 61 , une tige solidaire du moyen de liaison 62, de diamètre sensiblement constant et inférieur au diamètre de l’ouverture traversante 15 ou 85 du bouchon 10, 30 ou 80. Par exemple, l’ouverture traversante 15 ou 85 présente un diamètre interne de 19 mm et la canule 70 présente un diamètre externe de 16 mm. La tige de la canule 60 qui pénètre dans la tuyauterie 70 comporte, dans l’ordre, à partir du moyen de liaison 62 et dans un plan (le plan de coupe de la figure 6) :

- une première partie courbée 63, présentant un premier rayon de courbure configuré pour que cette première partie 63 traverse l’ouverture 15 ou 85 du bouchon 10, 30 ou 80, d’une première longueur,

- une zone d’inflexion 64, éventuellement limitée à un point comme en figure 6, à partir de laquelle le rayon de courbure de la tige est, par rapport au rayon de courbure de la première partie, de l’autre côté de la tige (en figure 6, le centre de courbure de la première partie 63 est à droite et le centre de courbure de la deuxième partie 65 est à gauche),

- une deuxième partie courbée 65 présentant un deuxième rayon de courbure configuré pour que cette deuxième partie 65 traverse l’ouverture 15 ou 85 du bouchon 10, 30 ou 80, d’une deuxième longueur telle que, à l’extrémité distale de cette deuxième partie 65, l’angle de cette extrémité distale par rapport à l’axe 71 de l’ouverture 15 ou 85 du bouchon 10, 30 ou 80 soit supérieur à la moitié de l’angle prédéterminé 69,

- à son extrémité distale, un support 66 du porte-source 67 contenant la source radioactive 68.

Pour l’homme du métier, la connaissance du diamètre d1 de l’ouverture traversante 15 ou 85, du diamètre d2 de la tige 62 à 66 et de l’extension longitudinale e de l’ouverture traversante 15 ou 85 suffit à déterminer le rayon de courbure minimal en dessous duquel la tige 62 à 66 ne peut pas traverser l’ouverture traversante 15 ou 85. Plus précisément, ce rayon limite est défini par l’équation R = (e 2 +4(d1-d2) 2 )/8(d1-d2)

Par exemple, pour d1 =19 mm, d2=16 mm et e=104 mm, R = 452 mm.

Si on ajoute une marge de 1 mm pour tenir compte des tolérances de fabrication et pour éviter les rayures de la canule 60 et/ou de l’ouverture traversante 15 ou 85, le rayon de courbure minimal est de 677 mm.

Pour l’homme du métier, pour une valeur R donnée, la longueur I2 de projection orthogonale de la deuxième partie courbée 65 sur l’axe 71 de l’ouverture traversante 15 ou 85 du bouchon 10, 30 ou 80, à partir du point où la tige est parallèle à l’axe 71 de l’ouverture traversante 15 ou 85 du bouchon 10, 30 ou 80, est supérieure à sin(A/2) * R, l’angle A étant un angle prédéterminé 69 centré sur l’axe du porte source 67.

La projection orthogonale I2 de la deuxième partie, à partir du point où la tige est parallèle à l’axe 71 pour que, à l’extrémité distale de la deuxième partie 65, l’angle de cette extrémité distale par rapport à l’axe 71 de l’ouverture 15 ou 85 du bouchon 10, 30 ou 80 soit supérieur à la moitié de l’angle prédéterminé 69, noté A, doit être supérieur à sin(A/2) * R.

Par exemple, pour un angle A de 39 degrés et R=750 mm, l2>sin(0,34) * R=250 mm.

Ainsi, pour l’homme du métier, l’expression des caractéristiques techniques des différentes parties de la canule 60 par les objectifs géométriques, en termes de passage dans l’ouverture traversante 15 ou 85 et d’angle à l’extrémité distale de la deuxième partie, est suffisante pour définir la géométrie de la canule 60.

Préférentiellement, le deuxième rayon de courbure est égal au premier rayon de courbure, ce qui facilite l’insertion de la canule 60 dans l’ouverture traversante 15 ou 85.

Cette canule 60 permet de positionner la source radioactive 68 dans une configuration compatible avec la mise en oeuvre des examens par radiographie pour le cas des tuyauteries de diamètre intérieur supérieur à 650 mm uniquement. De plus, la première longueur et la deuxième longueur sont conjointement configurées pour déporter la position de la source, selon une parallèle à l’axe de l’ouverture traversante du bouchon de maintenance 10, 30 ou 80, préférentiellement d’une distance 72 inférieure à la distance 73 entre cet axe et une extrémité d’une zone rechargée par soudage et, encore plus préférentiellement, d’une distance 72 égale à la moyenne des distances entre l’axe du bouchon de maintenance et les extrémités de la zone rechargée par soudage.

En effet, l’objectif du contrôle par radiographie de la zone rechargée autour de l’orifice est de détecter des défauts de soudage dont l’orientation est normale à la paroi de la tuyauterie

70 (notamment les manques de fusion entre le bord du lamage 22 normal à la tuyauterie 70 et le métal déposé. Pour que l’image d’un défaut orienté normalement à la surface externe de la paroi de la tuyauterie 70 soit détectable sur le radiogramme, il est nécessaire que les rayonnements impactent le film radiographique selon cette direction préférentielle. Ainsi les rayons doivent être aussi parallèles que possibles à l’orientation préférentielle du défaut recherché. Dans l’objectif d’avoir une projection minimale d’un défaut orienté perpendiculairement à la paroi de la tuyauterie 70, les première et deuxième longueurs sont configurées pour positionner la source à 25 mm de l’axe du bouchon. Dans cet exemple, le lamage 22 rechargé étant compris entre les distances 13,5 mm ou 18 mm et 37 mm de l’axe

71 du bouchon 10, 30 ou 80, 25 mm correspond à une position intermédiaire qui permet un contrôle radiographique efficace en regard de l’orientation des défauts recherchés.

Par exemple, avec un rayon de courbure de la première et de la deuxième partie de 750 mm, une première longueur dont la projection orthogonale sur l’axe 71 mesure 162 mm et une somme de la deuxième longueur et de la longueur de l’extrémité distale 67, dont la projection orthogonale sur l’axe 71 mesure 458 mm permet d’obtenir ce déport de 25 mm.

Préférentiellement, le bouchon de maintenance objet de l’invention est configuré pour être mis en oeuvre, conjointement avec la canule objet de l’invention lors des étapes du procédé de maintenance objet de l’invention et le procédé de maintenance objet de l’invention peut mettre en oeuvre le bouchon de maintenance et la canule objets de l’invention.

Dans le mode de réalisation illustré en figure 7, l’opercule 89 est muni d’une ouverture borgne supérieure pour recevoir la tête d’un tournevis plat facilitant le montage et le démontage de l’opercule 89 sur le bouchon 80.

On observe, en figure 8, la canule 60 illustrée en figure 6 et une partie agrandie correspondant au moyen de liaison 62 avec le bouchon 10, 30 ou 80. On observe que le filetage interne du bouchon 10, 30 ou 80 coopère avec un filetage rapporté sur la canule 60 permettant ainsi de maîtriser la hauteur de positionnement de la canule et donc la distance entre la source radiographique et la paroi à inspecter.