Language selection

Search

Patent 1110430 Summary

Third-party information liability

Some of the information on this Web page has been provided by external sources. The Government of Canada is not responsible for the accuracy, reliability or currency of the information supplied by external sources. Users wishing to rely upon this information should consult directly with the source of the information. Content provided by external sources is not subject to official languages, privacy and accessibility requirements.

Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent: (11) CA 1110430
(21) Application Number: 1110430
(54) English Title: PROCEDE D'ELIMINATION DES CONTRAINTES RESIDUELLES PRODUITES DANS UN TUBE PAR UNE OPERATION DE SERTISSAGE ET OUTILLAGE POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE
(54) French Title: METHOD FOR ELIMINATING RESIDUAL STRESSES IN A TUBE AS A RESULT OF A CRIMPING OPERATION, AND TOOLING FOR IMPLEMENTATION OF SAID METHOD
Status: Term Expired - Post Grant
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • B23P 15/26 (2006.01)
  • B21D 39/06 (2006.01)
  • B21D 39/10 (2006.01)
(72) Inventors :
  • BRUNAUD, DANIEL (France)
(73) Owners :
  • FRAMATOME
(71) Applicants :
  • FRAMATOME (France)
(74) Agent: ROBIC, ROBIC & ASSOCIES/ASSOCIATES
(74) Associate agent:
(45) Issued: 1981-10-13
(22) Filed Date: 1979-02-02
Availability of licence: N/A
Dedicated to the Public: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): No

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
78 03 131 (France) 1978-02-03

Abstracts

French Abstract


PRECIS DE LA DIVULGATION:
Dispositif pour l'élimination des contraintes
résiduelles produites dans un tube par une opération de sertis-
sage de ce tube dans un alésage traversant de part en part une
plaque de forte épaisseur dans laquelle le tube est placé de
façon qu'une de ses extrémités affleure l'une des faces de la
plaque et qu'il ressorte par l'autre face de la plaque, le ser-
tissage ou dudgeonnage se faisant par expansion et laminage du
tube au niveau de la plaque jusqu'à une zone voisine de l'endroit
où le tube ressort de la plaque, cette zone du tube étant ap-
pelée zone de transition. Un tel dispositif comporte de façon
connue un support portant des moyens de commande et permettant
la manipulation du dispositif, un élément tubulaire allongé
monté rotatif autour de son axe, dans le support, à l'une de ses
extrémités et formant à son autre extrémité éloignée du support
une cage de forme tubulaire traversée sur toute son épaisseur
par plusieurs évidements longitudinaux servant de logement à
des galets montés fous et mobiles dans la direction radiale, à
l'intérieur de leur logement, soit pour venir partiellement en
saillie à l'extérieur de la cage soit au contraire pour se ré-
tracter entièrement dans la cage, ces galets ayant dans tous les
cas des axes de rotation faisant un angle faible avec l'axe de
la cage, et une tige de commande des galets disposée coaxiale-
ment par rapport à l'élément tubulaire sur toute sa longueur
comportant une partie terminale de forme conique pénétrant dans
l'alésage intérieur de la cage, en contact avec les galets, et
reliée à son extrémité opposée à sa partie terminale conique,
à un moteur pour la mise en rotation et à un vérin pour le dé-
placement dans la direction axiale de la tige par rapport à
l'élément tubulaire, le moteur permettant une mise en rotation
des galets par contact frottant avec la tige et le vérin per-
mettant le déplacement des galets dans la direction radiale

par déplacement axial de la tige. Selon l'invention, ce dispo-
sitif est caractérisé par le fait qu'il comporte en outre une
butée réglable portée par le support destinée à venir en contact
avec la face d'entrée de la plaque pour le positionnement précis
de l'extrémité de l'élément tubulaire constituant la cage à
galets dans le tube, au niveau de la zone de transition, et un
dispositif de commande des mouvements de rotation et de trans-
lation de la tige par rapport à l'élément tubulaire permettant
une expansion du tube au niveau de la zone de transition exac-
tement contrôlée comportant un moyen pour la mise en marche du
moteur lorsque la tige vient en butée contre les galets par
translation sous l'effet du vérin et un dispositif de comptage
du nombre de tours effectué par la tige de commande provoquant
l'arrêt du moteur après un nombre de tours déterminé en même
temps que l'interruption de l'alimentation du vérin.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles
un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué,
sont définies comme il suit:
1. Dispositif pour l'élimination des contraintes
résiduelles produites dans un tube par une opération de sertis-
sage de ce tube dans un alésage traversant de part en part une
plaque de forte épaisseur dans laquelle le tube est placé de
façon qu'une de ses extrémités affleure l'une des faces de la
plaque et qu'il ressorte par l'autre face de la plaque, le
sertissage ou dudgeonnage se faisant par expansion et laminage
du tube au niveau de la plaque jusqu'à une zone voisine de
l'endroit où le tube ressort de la plaque, cette zone du tube
étant appelée zone de transition,
le dispositif comportant de façon connue:
- un support portant des moyens de commande et permettant la
manipulation du dispositif,
- un élément tubulaire allongé monté rotatif autour de son axe,
dans le support, à l'une de ses extrémités et formant à son autre
extrémité éloignée du support une cage de forme tubulaire tra-
versée sur toute son épaisseur par plusieurs évidements longi-
tudinaux servant de logement à des galets montés fous et mobiles
dans la direction radiale, à l'intérieur de leur logement, soit
pour venir partiellement en saillie à l'extérieur de la cage
soit au contraire pour se rétracter entièrement dans la cage,
ces galets ayant dans tous les cas des axes de rotation faisant
un angle faible avec l'axe de la cage,
- une tige de commande des galets disposée coaxialement par
rapport à l'élément tubulaire sur toute sa longueur comportant
une partie terminale de forme conique pénétrant dans l'alésage
intérieur de la cage, en contact avec les galets, et reliée à
son extrémité opposée à sa partie terminale conique, à un moteur
pour la mise en rotation et à un vérin pour le déplacement dans
16

la direction axiale de la tige par rapport à l'élément tubulaire,
le moteur permettant une mise en rotation des galets par contact
frottant avec la tige et le vérin permettant le déplacement
des galets dans la direction radiale par déplacement axial
de la tige,
caractérisé par le fait qu'il comporte en outre:
- une butée réglable portée par le support destinée à venir
en contact avec la face d'entrée de la plaque pour le position-
nement précis de l'extrémité de l'élément tubulaire cons-
tituant la cage à galets dans le tube, au niveau de la zone
de transition,
- et un dispositif de commande des mouvements de rotation et
de translation de la tige par rapport à l'élément tubulaire
permettant une expansion du tube au niveau de la zone de
transition exactement contrôlée comportant un moyen pour la
mise en marche du moteur lorsque la tige vient en butée
contre les galets par translation sous l'effet du vérin
constitué par:
- un chariot solidaire de la tige de commande en translation,
relié à la tige du vérin par contact direct pour les déplacements
de la tige correspondant à un recul par rapport aux galets
et par l'intermédiaire d'une pièce d'actionnement en appui
sur le chariot par l'intermédiaire d'un organe élastiquement
déformable dans le sens axial, pour les déplacements de la
tige vers les galets,
- et un contact électrique porté par le chariot pour la comman-
de de la mise en marche du moteur par la pièce d'actionnement
reliée à la tige du vérin se déplaçant par rapport au cha-
riot, lorsque la tige est bloquée contre les galets, ainsi qu'un
dispositif de comptage du nombre de tours effectué par la tige
de commande provoquant l'arrêt du moteur après un nombre de
tours déterminé en même temps que l'interruption de l'alimen-
tation du vérin.
17

2. Dispositif suivant la revendication 1, carac-
térisé par le fait que l'élément tubulaire et la tige de
commande sont formés de plusieurs parties dans le sens de
leur longueur, ces diverses parties étant reliées par les
articulations à cardan.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, carac-
térisé par le fait que l'une des pièces mobiles en rotation
porte un dispositif de marquage venant en contact avec la
face d'entrée de la plaque pour le marquage de cette plaque
lors de l'opération d'élimination des contraintes.
18

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


430
, ~
~ 'invention concerne un dispositif pour l'elimination
des contraintes résiduelles produites dans un tube par une opé-
ration de sertissage.
~ u cours de la fabrication de générateurs de vapeur
ou autres échangeurs de chalcur on est amené ~ fixer un grand
nombrc de tubes par rapport à une ou deux plaques tubulaires
disposées à l'extrémité des tubes, cet assemblage devant être
extr~mement étanche et résistant.
On effectue depuis longtcmps cette fixation des tubes
à l'intérieur d~s plaques tubulaires traversées de part en part
par un alésage d'un diamètre un peu supérieur au diamètre ex-
térieur des tubes, par une opération de soudage suivie d'un
dudgeonnage des tubes à l'intérieur de l'alésage, c'est-à-dire
par une opération de sertissage au cours de laquelle le tube
est laminé par des galets contre l'alésage, son épaisseur étant
réduite et la fixation obtenue étant extr~mement étanche et ré-
sistante.
~ e tube est fixé sur la plaque tubulaire de façon qu'il
émerge de la face interne de la plaque tubulaire, l'autre ex-
trémi-té du tube affleurant la face externe de la plaque tubu-
laire. ~ -
~ 'opération de dudgeonnage du tube placé dans l'alé-
sage de la plaque tubulaire consiste à effectuer une expansion
de ce tube de façon que sa surface externe vienne en contact
avec l'alésage, dans un premier temps, puis à poursuivre la dé-
formation du tube en effectuant un laminage de sa paroi contre
l'alésage.
On effectue généralement ce dudgeonnage sur une lon-
gueur de tube qui correspond approximativement à la traversée
de la plaque tubulaire.
~ a zone du tube où ~'arrête la déformation, qu'on
appelle zone de transition, peut être située par rapport à la
--1--

4;~0
plaque tubulairc, 90it ~ l'intérieur soit à l'extérieur de
l'alésage et au voisinage de la surface interne de la plaque
tubulaire par où débouche le tube, soit encore, exactement au
niveau de la surface interne de la plaque.
~ es tubes des générateurs de vapeur et échangeurs
de chaleur sont généralement sujets ~ la corrosion et aux rup-
tures mécaniques au niveau de la zone de transition. On s'est
aperçu quc la cause de cette corrosion et de ces ruptures mé-
caniques était essentiellement une concentration de contraintes
résiduelles anor~alement élevée dans les tubes au niveau de la
zone de transition. ~'opération de dudgeonnage intégral des
tubes, avec réduction de l'épaisseur de ces tubes au niveau de
la plaque tubulaire, induit en effet des contraintes résiduelles ~ -
élevées, en particulier au voisinage des surfaces externe et in-
terne de ces tubes, dans la zone de transition.
On réalise généralement le sertissage (ou dudgeonnage)
des tubes sur la plaque tubulaire avec un outil comportant un
élément tubulaire allongé monté rotatif à l'une de ses extrémités
sur un support et formant à son autre extrémité, éloignée du
support, une cage comportant des logements dans lesquels sont
disposés des galets.
Une tige conique disposée coaxialement et traversant
l'élément tubulaire et la cage à galets permet de mettre en ro-
tation ces galets et de les déplacer dans la direction radiale
à l'intérieur de leurs logements de telle sorte qu'ils viennent
en saillie par rapport à la surface extérieure de la cage, pour
le d~dgeonnage par action des galets sur la surface intérieure
du tube au niveau de l'alésage de la plaque tubulaire et à son
voisinage.
Un dispositif de mise en rotation et de poussée dans
la direction longitudinale de la tige permet dlactionner les
galets et de procéder au sertissage du tube sur tou-te la longueur
--2--

43~
des galets jus(lu~à une reduction d'épaisseur voulue (3 ~ 5a/o),
Le niveau de déformation voulu étant atteint, on dégage lloutil
en faisant reculer la tige de commande des galets par rapport
~ la cage et l'on place cet outil dans la zone suivante du tube
pour y effectuer une nouvelle opération de sertissage sur une
longueur correspondant à la longueur des galets.
Cet outil ou dudgeon, comporte généralement trois
ou quatre galets. ~e déplacement pas à pas de cet outil à
l'intérieur du tube sur toute la zone de ce tube se trouvant
dans l'alésage permet d'une part une expansion de ce tube de
diamètre extérieur un peu inférieur au diamètre de l'alésage et
un laminage de la paroi du tube contre la paroi de l'alésage.
On effectue donc successivement le dudgeonnage de
tous les tubes de la plaque tubulaire en introduisant l'élément -
tubulaire de l'outil comportant la cage ~ galets à l'intérieur
de chacun des tubes, en mettant en fonctionnement le dispositif
de mise en rotation et de poussée sur la tige pour l'actionne-
ment des galets, et en déplaçant l'outil pas à pas à l'intérieur
de l'alésage.
On connaft également d'autres procédés de dudgeonnage,
mais aucun de ces procédés ne permet d'éviter la production
de contraintes résiduelles élevées au niveau de la zone de tran-
sition.
On a donc imaginé des procédés et dispositifs permet-
tant d'éliminer ces contraintes résiduelles après dudgeonnage.
On a par exemple proposé d'effec-tuer un roulage de
la surface intérieure du tube dans sa zone élargie à l'intérieur
de la plaque tubulaire. On a également proposé de réaliser un
dudgeonnage differencié, la déformation de la paroi du tube le
long de l'alésage étant variable conformément à un programme
établi.
Ces procédés, d'une mise en oeuvre assez complexe,
--3--

10430
ne permettcn-t cependant pas d'obtcnir une élimination compl~te
des contraintes résiduelles au niveau de la zone de transition
sur la pcau externe des tubes.
Un procédé où l'on réalise unc expansion du tube au
niveau ae la zone de transition, de telle sorte qu'on accroisse
son diamètre intérieur et son diamètre extérieur sans effectuer
de laminage, le diamètre extérieur du tube restant inférieur
au diamètre de l'alésage après expansion, permettrait de réa-
liser une bonne élimination de3 contraintes résiduelles.
Pour la mise en oeuvre de ce procédé sur un grand
nombr~ de tubes, comme dans le cas des plaques tubulaires des
échangeurs de chaleur de centrales nucleaires, on ne connait
cependant pas d'outillage permettant d'effectuer rapidement et
facilement une expansion du tube d'amplitude précise à un endroit
déterminé, dans ce tube, correspondant à la zone de transition.
~ e but de l'invention est donc de proposer un dis-
positif pour l'élimination des contraintes résiduelles produi-
tes dans un tube par une opération de sertissage de ce tube
dans un alésage traversant de part en part une plaque de forte
épai~seur dans laquelle le tube est placé de façon qu'une de ses
extrémités affleure l'une des faces de la plaque et qu'il ressor-
te par l-'autre face de la plaque, le sertissage ou dudgeonnage
se faisant par expansion et laminage du tube au niveau de la
plaque jusqu'à une zone voisine de l'endroit où le tube res-
sort de la plaque, cette zone du tube étant appclée zone de tran-
~ition, le dispositif comportant de façon connue:
- un support portant des moyens de commande et permettant la
manipulation du dispositif,
- un élément tubulaire allongé monté rotatif autour de son axe,
dans le support, ~ l'une de ses extrémités et formant à son autre -
extrémité éloignée du support une cage de forme tubulaire tra-
versée sur toute son épaisseur par plusieurs évidcments longi-
tudinaux servant de logement à des galets montés fous et mobiles
--4--
, -

430
dans la direction radiale, à l~intérieur de leur logement, soit
pour venir partiellcment en saillie à l'extérieur de la cage
soit au contraire pour se rétracter enti~rement dans la cage,
ces galets ayant dans tous les cas des axos de rotation fai-
sant un angle faible avec 1~axe de la cage,
- une tige de commande des galets disposée coaxialement par
rapport à l'élément tubulaire sur toute sa longueur comportant
une partie tcrminale de formc conique pénétrant dans l'alésage
intérieur de la cagc, cn contact avec le3 galets, ct reliée
' ~ -
à son extrémité opposée ~ sa partie termina~lc conique, à un ~-
moteur pour la mise en rotation et à un vérin pour le dépla-
cement dans la direction axiale de la tigc par rapport à l'élé-
ment tubulaire, le moteur permettant une mise en rotation des
galets par contact frottant avec la tige et le verin pcrmct-
tant le déplacement des galets dans la direction radiale par
déplacement axial de la tige, ce dispositif permettant d'ef-
fectucr rapidement e:t de fa~on automatiquc l'expansion du tube
au niveau de la zone de transition.
Dans ce but, le dispositif suivant l~invention com-
porte en outre:
- une butée réglable portée par le support destinée à venir en
contact avec la face d~entrée de la plaque pour le positionnement
précis de l~extrémité de l~élémcnt tubulaire constituant la cage
à galets dans le tube, au niveau de la zone de transition,
- et un dispositif de cor~mande des mouvements de rotation et de
-~ translation de la tige par rapport ~ l'élément tubulaire per-
mettant une expansion du tube au niveau dc la zone de transition
exactement contr81ée comportant un moyen pour la mise en marche
du moteur lorsque la tige vient en butée contre les galets par
translation sous l'effet du vérin constitué par:
- un chariot solidaire de la tige de commande en translation,
relie à la tige du verin par contact direct pour les deplacements

lQ430
de la tige corresponda~t à un ~ecul par rappoxt aux galets
et par l'intermédiaire d'une piece d'actionnement en appui
sur le chariot par l'intermediaire d'un organe elastiquement
deformable dans le sens axial, pour les deplacements de la
- tige vers les galets,
- et un contact electrique porté par le chariot pour la com-
mande de la mise en marche du moteur par la pièce d'actionne-
ment reliee ~ la tige du vérin se déplaçant par rapport au
chariot, lorsque la tige est bloquée contre les galets, ainsi
qu'un dispositif de comptage du nombre de tours effectué par
la tige de commande provoquant l'arrêt du moteur apres un
nombre de tours determine en même
... _, .. _ .. . .... _ .. _ .. _ . . . .. _ _ .

lQ430
temps que 1 ' inl;erruption de l'alimen-tation du vérin.
Afin de bien faire comprendre l'invention, on va
maintenant décrire à titre d'exemple non limitatif un mode de
réalisation d'un dispositif selon l'invention ct la mise en
oeu~re de cet outillage dans la rcalisation d'une opération de
détensionnement d'un tube d'un générateur de vapeur.
~ a figuxc 1 représente une vue en coupe, de l'outil-
lage selon l'invention, par son plan de symétrie.
~ a figure 2 représcnte une vue du corps de l'outil
montrant le dispositif à vernier permettant le positionnement
précis de la cage à galets dans le tube.
La figure 3 représente l'extrémité de l'outillage
en position dans la zone du tube ayant subi llexpansion.
On voit sur la figure 1 le support 1 de l'outil cons-
tituant le corps principal de cct outil à l'intérieur duquel sont
disposés les organes moteurs et de commande de l'outil]age.
Ce support se compose d'un carter à la base duquel
est disposée une poignée 2 permettant la manuten-tion de l'outil
et portant un bouton de commande 3 permettant la mise en marche
ct l'arr~t ae cet outil.
Sur le cartcr est également fi~ée une arrivce mul-
tiplc ~ pour l'alimentation en courant électrique et en fluidc
de la partie motrice de l'outil.
On voit sur les figures 1 et 2, les différents or-
ganes moteurs de l'outillage disposés ~ l'intérieur du support 1.
Ces organes moteurs comportent un vérin ~ air com-
primé 6 et un moteur pneumatique 7 dont la structure et les
moyens de commande seront décrits plus en détail ultérieurement.
I.'outillage comporte également un élément tubulairc
allongé 8 solidaire à l'~ne de ses extrémités d'un équipage 9
monté rotatif grâce à des paliers 10 ct 11 disposés dans le
support 1. ~'élement tubulaire allongé 8 est ainsi mobile en
--6--

4~
rotation autour de son axe par rapport au support 1 dans lequel
il est monté fou mais bloqué dans la direction axiale grâce à
l~equipage mobile 9.
A son extrémité non reliée au support 1, l~élément
tubulaire 8 comporte une partie 14 de diam~tre plus important
que le reste de l'élément tubulaire, constituant une cage com-
portant cinq évidements tels que 15 et 16 représentés à la
figure 1.
~ es évidements tels que 15 et 16 traversent la paroi
de l'élément tubulaire 8 sur toute son épaisseur et débouchent
en conséquence à l'intérieur de la partie centrale creuse de cet
élément 8. .
A 11intérieur des évidements de la cage 14 sont dis-
posés des galets allongés tels quc 17 et 1~ très lég~rement
coni~ues et légèrement inclinés sur l'axe de la cage 14 dans ~- :
leur position de repos représentée à la figure 1. Dans cette
position de repos, les galets sont entièrement rétractés dans
leur logement 15 et 16 ménagés dans la cage 14.
On voit également sur la figure 1 une tige de com-
mande 20 disposée ~ l'intérieur de l~élément tubulaire 8 avecson axe confondu avec l'axe de la partie tubulaire 8.
L~extrémité 20' de cette tige 20 présente~une forme
conique, la section droite de cette tige de commande allant en
diminuant vers la sortie de l'élément tubulaire 8. ~a tige 20
traverse entièrement l~élément tubulaire 8, la partie terminale
a~ 1~ extrémité 20~ de cette tige émergeant à la ~ortie de l~é-
lément 8. ~a tige 20 traverse donc l~alésage centrale de la cage
14 où ellc vient en contact par sa partic coniquc 20~ avec les
galets tels que 17 et 18 représentés sur la figure 1 dans leur
position de repos.
~ es logcments tels que 1~ ct 16 ménagés dans la cage
14 ont une forme tellc que les galets restent mobiles dans la
--7--

3~
direction radiale pour s'éloigner ou se rapprocher de l'axe de
]a partic tubulaire tout en étant maintcnue à l'intérieur du
logement, quelle que soit leur position.
On voit ~ la figurc 3 les galets dans une position
en saillie à l'extérieur de la cagc 14.
Ces différentes positions des galets sont obtenues
par mou~cment longitudinal de la tige 20 dont la partie conique
20' reste en contact avec les gale-ts dans le déplacement axial,
qui lorsqu'il s'effectue vers l'extrémité extérieure de llélé-
ment tubulaire 8, provoque une sortie des galets. Quelle que
soit leur position radiale par rapport à l'élément tubulaire
les galets ont un axe qui est lég~rement incliné par rapport
à l'axe de l'élément tubulaire.
~ a tige 20 comporte à son extrémité extérieure une
butée 23 pour limiter son mouvement.
~ 'extrémité de la tige 20 se trouvant du côté du
support 1 ou extrémité interne de cette tige, après sa sortie
de l'élément tubulaire 8, est fixée à un équipage mobile 24 lui-
m~me solidaire d'un pignon 25 relié à l'extrémité arrière de la
tige 20 engagée dans un palier 26 solidaire d'un chariot de
déplacement 27.
~ e pignon 25 est engagé dans la denturc intérieurcd'un manchon 28 dont l'axe est confondu avcc l'axe de la tige
20, monté rotatif par l'intermédiaire de deux paliers 30 et 31
disposés à l'intérieur du support 1.
~ a denture du manchon 28 est usinée sur une longueur
correspondant à la course de la tige 20 dans la direction axiale.
~ e pignon 25 et la tige 20, soit directement soit
par l'intermédiaire de l'équipage 24, sont donc solidaires en
rotation du manchon 28 mais libres en translation par rapport
à ce manchon.
~a surfacc externe du manchon 28 cst usinée 30US
--8--

4~
.
forme d'un pi~non 32 qui permet l'entrainement en rotation du
manchon et de la tige 20. '
On voit sur la figure 2 que ce pignon 32 est en-
trainé en rotation par le moteur 7 par l~intermédiaire d'en-
grenages tels que 33 et 34 permettant d'obtenir un cer-tain
rapport de réduction.
D'autre part la tige 20 est fixée au chariot 27 par ',
l'intermédiaire du palier 26 lors des mouvements de translation
du chariot 27 mais reste libre en rotation par rapport à ce
chariot 27,
Le chariot 27 est lui-même relié à la tige 35 du
vérin pneumatique 6 dont le piston 36 se déplace dans la chambre
du vérin solidaire du support 1. ~e piston 36 est guidé lors
de ces déplacements par une tige 37 fixée sur la chambre du
vérin. Des joints d'étanchéité 38 et 39 permettent d'assurer
l~étanchéité entre, d'une part le piston, et d'autre part la
chambre du vérin, et la tige de guidage 37.
Le piston 36 comporte une face 36a sur laquelle agit
l'air comprimé pour le déplacement du piston vers l'arrière de
l~outillage et une face 36b sur laquelle agit l'air comprimé
pour faire avancer le piston et la tige 35 vers partie avant ' '
de 1~outillage comportan-t l~élémcnt tubulaire 8 et la cage à
galets 14.
Le vérin à dou~le e~fet 6 peut donc etre alimenté de
façon à réaliser un mouvement avant ou un mouvement arrière.
~ orsque le vérin réalise un mouvement arrière la tige
35 pousse le chariot 27 qui entraine à son tour la tige 20 dans
un mouvement arri~re jusqu'à la position extr8me représentée
sur la figure 1 où la tige 20 est reculée au maximum. Dans cette ''
position les galets sont entièrement rétractés dans leur lo-
gement.
La tige ~5 cst d'autre part rcliée à la face arriere
du chariot 27 pour son déplacemcnt par poussée dans la direction
_ 9 _

V4;~
avant par l'intermédialre d'un ressort 40 sv. lcquel une pièce
41 peut venir en appui, la pièce 41 étant solidaire de l'ex-
trémité de la tige 35.
Dans son mouvement vers l'avant le chariot 37 est
donc entrainé par poussée exercée par la pièce 41 reliée ~ la
tige ~5, lorsque l'air comprimé agit sur la face 36b du piston
~6, par l'intermédiaire du ressort 40.
.T.e support 27 porte d'autre part un contact non re-
pr6senté sur les figures permettant la misc en marche du moteur
7 entrainant en rotation la tige 20 lorsque ce contact est ac-
tionné lors d'un mouvement relatif entre la pi~ce 41 et le
chariot 27.
Le vernier 47 permet Im ré~lage eY.tr~mement précis
de l.a position de la butée 46 qui. lorsqu'elle vient en position
sur la ~ace externe 45 de la plaque tubulaire pe.~aet u.n posi-
tionnement extrêmement précis en profondeur dans le tube sur
lequel on réalise l'opération d'élimination des contraintes, de
la partie active de l'outil constituée par la cage ~ galets 14..
~ fin d'améliorer les conditions d'utilisation de
l'outillage, en particulier dans le cas où l'on effectue des
opérations sur les tubes d'un générateur de vapeur d'une centrale
nucléaire déjà mis en place, on a prévu des pièces de déflection
sur la tige 20 et sur l'élement tubulaire ~. C'est ainsi qu'on
a prévu un double cardan 50 sur la tige 20 et un cardan simple
51 sur l'élément tubulaire. On peu~ ainsi u-tiliser l'outillage
pour l'élimination de contrai.ntes dans des tubes qu.i ne seraient
pa.s accessibles ~ un outillage comportant un tube et une tige
rigides.
On a également prévu un marqueur 52 sur l'élément
tubulaire, ce marqueur solidaire d'une partie rotative de l'ou-
tillage en cours d'élimination des contraintes ou contre-dudgeon-
nage, réalisant alors sur la pièce fixe qui lui. est en vis à vis
--10--

43~
. ~
pendant cette opération, c'est à dire la face extérieure de la
plaque tubulaire J le marquage d'un cercle qui indique que le
contre-dudgeonnage a été effectué sur le tube correspondant.
Ce marquage est extrêmement utile pour l'opérateur
car le nombre de tubes par plaque tubulaire est extr~mement
grand et l'on peut ainsi éviter toute erreur ou oubli.
On va maintenant décrire une opération de contre-
dudgeonnage en se référant aux figures l, 2 et 3.
On voit, sur la figure 3, la plaque tubulaire 60
dans l'alésage 61 de laquelle a été réalise le dudgeonnage d'un
tube 62, c'est-à-dire une expansion du tube suivant son diamètrc
avec réduction de l'épaisseur de ce tube, jusqu'à une distance
de la face interne de la plaque tubulaire de l'ordre de 3 mm.
Au voisinagc de l'endroit où le tube sort de la plaque, on a
donc évlté de poursuivre le dudgeonnage intégral du tube qui es-t
ainsi resté décolle de la paroi sur cette petite longueur cor-
respondant à la zone où les contraintes résiduelles en peau
cxterne sont lcs plus élevées.
~'opération de dudgeonnage une fois realisée, on
amèn~ l'outillage représenté aux figures l et 2 avec ses galets
rétractés comme représentés à la figure 1 en face de la zone de
transition, comme représenté à la figure 3.
En réalité, en début d'opération sur une plaque tu- -
bulaire, un préréglage de la butée 46 a été effectué et l'opé-
rateur se contente de déterminer la position exacte de la zone
de transition par rapport à sa position de référence, ce qui
p~rmet d'effec-tuer la correction de position grace au vernier
47.
La correction étant effectuée, on introduit l'outil
3 dans lc tube jusqu'à llamener en butée. ~a partie acti~e de
l'outillage cons-tituce par la cage à galets 14 est alors dans
sa position représentée à la figure 3 en face de la ~one de
: , .

ll~c~4~a
transition, lc milieu du galet étant au niveau dc la zone de
transition ~'outil est alors en bonne position pour commenccr
le contre dudgeonnage. L~opérateur ac-tionne le bouton de con-
tact 3, ce qui provoque l'ouverture d'une élcctrovanne permet-
tant l'alimentation de la chambre arrière du vérin 6 en air
comprimé, cet air comprimé agissant sur la face 36b du piston
36 pour lui faire effectuer un mouvement d'avancée entrainant
un mouvement identique de la tige 35 e-t du chariot 27 solidaire
de la tige 20 en translation. ~a translation dc la tige 20 vers
l~avant provoque le déplacement des galets dans la direction
radiale, ces galets venant en saillie par rapport à la cage 14
comme représenté à la figure 3 jusqu~au moment où ils rencon-
trent la surface interne du tubc 62. ~e mouvement vers l~avant
de la tige 20 cst alors stoppé, ce qui provoque l'arrêt du cha-
riot 27 solidaire de la tige 20 en translation.
~ e mouvement de la tige 35 vers l'avant se poursui-
vant, la pi~ce 41 se rapproche du chariot 27 en-comprimant le
rcssort 40 et vient actionner le contact provoquant la mise en
marche du moteur 7.
~a tige 20 est alors entrainée en rotation et sa
partie conique 20~ en contact frottant sur les galets ae la ca-
ge 14 entraine ces galets en rotation en même temps qu~une cer-
taine poussée radiale est exercé~ sur ces galets par la tige 20
toujours soumise ~ la poussée du vérin 6.
Les galets entrainent, en rotation autour de son axe,
la cage 14 si bien que les galets décrivent l'alésage du tube
sur toute la zone de contact. Ce roulage des galets provoque
un élargi~sement du tube qui permet à son tour l'avance de la
tige 20 provoquant un écartement supérieur des galets et une nou-
velle expansion du tube 62 au niveau de la zone de transition.
On compte le nombre de tours effectués par l'outil-
lage qui, compte tenu de la pression exercée par le vérin pneu-
-12-

4~
`
matique, correspond à un certain elargis6ement du tube.
Un dispositif lié à la tige ou une pièce mobile à
chaque tour dc la tige de commande permettent d'agir sur un con-
tact lorsque la tige s'est déplacée d'une certaine quantité.
Ainsi, lorsqu'un élargissement déteIminé est atteint,
le contact est actionné et agit sur une servovalve, provoquant
l'arr~t des mouvements de rotation et de translation de la tige
20, puis le changement du sens de rotation de la tige 20 et
l'alimentation de la chambre du vcrin 6 permcttant ~e fairc agir
l'air comprimé sur la ~ace 36a du piston 36 pour libérer les
galets et retirer le dudgeon du tube.
Il est à noter que le cycle des opérations est au-
tomatique à partir du moment où le bou-ton de commande ~ a été
actionné par l'opérateur.
Dans le cas de tubes de diamètre ex-térieur de 22,22 mm
avec des tolérances de ~ 0,1~ et - 0,18 mm sur ces diamètres et
une épaisseur de paroi de 1,27 mm avec une tolérance de + 0,12 mm,
le diamètre de l'alésage étant de 22,60 mm avec des tolérances
de ~ 0,08 mm et - 0,05 mm, on s'est aperçu qu'une augmentation
de diamètre des tubes de 0,15 mm au cours de l'opération d'expan-
sion réalisée par l'outillage qui vient d'8tre décrit, provo-
quait un détensionnement complet des tubes lorsqu'on op~re dans
des tubes ayant subi un dudgeonnage intégral jusqu'à un niveau
situé ~ quelques milIimètres en retrait à l'intérieur de l'alé-
sage par rapport à la face internc de la plaque tubulaire.
Dans ce cas on voit que l'augmentation de diamètre
a été limitée à une valeur qui évi-te que la ~urface externe du
tube viennent en contact avec la surface de l'alésage dans la
~one de transition au cours de l'expansion provoquant une éli-
~ mination des contraintes résiduelles. On évi-te ainsi le lami-
nagc ~u tub~ contre l'alésage
On voit que le contre-dudgeonnage réalisé a été

43~
effectué d'une part au niveau de la zone dc transition et d'autre
part sur 1me partie du tube au-delà de,cctte zone vers l'in-
,t' térieur de la partie secondaire du générateur de vapeur de fa-
çon que l~épaisseur dc paroi du tube reste sensiblemcnt cons-
tante au cours de cette expansion.
On a vérifie l'élimination des contraintes résiduelles
par un test au ch],orure de magnésium bouillant dans tout le do-
maine de variation des cotes comprises dans les tolérances
données ci-dessus, sur des maquettes re~résentatives du générateur
d.e vapeur.
On voit donc que l~élimination des contraintes a été
réalisée par une opération extr~mement simple et de mise en
oeuvre facile pour l'opérateur, la succession des opérations
étant effectuée de faon automatique.
D'autre part, la réalisation de l1outillage sous
forme articulée permet son utilisation dans des conditions
d'accessibilité difficile.
Il est bien entendu que l'exemple de réalisation ~ui
vient d'être décrit n'est nullement limitatif et que l'on peut
modifier des points de détail sans pour autant sortir du cadre
de l'invention. En particulier, la description reste valable~
également, dans le cas où la zone de transition se trouve en
dehors de l'alésage.
C~est ainsi qu~on peut imaginer un dispositif d'en-
tra.inement en rotation et en transla-tion de la tige commandant
les galets différents de ceux qui viennent d'être décrits. On
peut également utiliser tout type de dispositif de comptage du ::`
nombre dc tours de la tige.
On peut également imaginer un disposltif de réglage
de la profondeur de l'oùtil dans les tubes different de celui
qui a ete décrit en se référant aux figures l et 2. ~-
-14-
.

43~ :
73nfin lc aispos.itif selon l'i.nvcntion s'applique àl~climination des contraintes résiduelles aprc~ dudgeonnage de
tubes, non seulement dans les plaques tubulaires de générateurs
de vapeur tels que ceux utilisés dans les reactcurs ~ucléaircs,
mais encorc dans tout autre support ou plaque d'un échangeur
de chaleur.
-15-
.

Representative Drawing

Sorry, the representative drawing for patent document number 1110430 was not found.

Administrative Status

2024-08-01:As part of the Next Generation Patents (NGP) transition, the Canadian Patents Database (CPD) now contains a more detailed Event History, which replicates the Event Log of our new back-office solution.

Please note that "Inactive:" events refers to events no longer in use in our new back-office solution.

For a clearer understanding of the status of the application/patent presented on this page, the site Disclaimer , as well as the definitions for Patent , Event History , Maintenance Fee  and Payment History  should be consulted.

Event History

Description Date
Inactive: IPC from MCD 2006-03-11
Inactive: IPC from MCD 2006-03-11
Inactive: Expired (old Act Patent) latest possible expiry date 1998-10-13
Grant by Issuance 1981-10-13

Abandonment History

There is no abandonment history.

Owners on Record

Note: Records showing the ownership history in alphabetical order.

Current Owners on Record
FRAMATOME
Past Owners on Record
DANIEL BRUNAUD
Past Owners that do not appear in the "Owners on Record" listing will appear in other documentation within the application.
Documents

To view selected files, please enter reCAPTCHA code :



To view images, click a link in the Document Description column (Temporarily unavailable). To download the documents, select one or more checkboxes in the first column and then click the "Download Selected in PDF format (Zip Archive)" or the "Download Selected as Single PDF" button.

List of published and non-published patent-specific documents on the CPD .

If you have any difficulty accessing content, you can call the Client Service Centre at 1-866-997-1936 or send them an e-mail at CIPO Client Service Centre.


Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Cover Page 1994-03-31 1 17
Claims 1994-03-31 3 97
Abstract 1994-03-31 2 71
Drawings 1994-03-31 2 59
Descriptions 1994-03-31 16 634