Avancées récentes dans le domaine du soudage automatique et robotisé appliqu é. Soudage automatique et robotis é
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- Georges Jean-Pierre Savard
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1 FRMTOME N P vancées récentes dans le domaine du soudage automatique et robotisé appliqu é à la maintenance des équipement s SFEN - 10 mars 2004 Michel CULLFROZ - FRMTOME NP Division Services Composants Primaires SOMMIRE. Pourquoi mettre en oeuvre ces techniques? o- Conséquences sur les techniques connexes a u soudag e o. Procédés mis en oeuvre o- Domaine d'application Retour d'expérience - Exemples de réalisation s Conclusion GRMTOME FN6
2 Soudage automatique et robotisé Pourquoi mettre en oeuvre ces techniques? *Intérêt au niveau réglementaire :. u titre de l'arrêté d'exploitation, les soudures circulaires de s tuyauteries du CPP et du CSP réalisées en UTOMTIQUE e t requalifiées par un seul contrôle volumique sont considérée s comme "notables non importantes". -L'essai de requalification par épreuve hydraulique n'est pa s requis, ce qui réduit le temps d'intervention globale. *Intérêt au niveau environnement des équipements à remplacer : En soudage automatique et robotisé les têtes de soudage on t un encombrement réduit ce qui permet de traiter la plupar t des accès en environnement complexe. FRMTOME N P Pourquoi mettre en oeuvre ces techniques? Intérêt au niveau dosimétrie :. Une réduction des doses d'un facteur 1,5 à 2 est possible pa r rapport au soudage manuel grâce à l'adaptation sur les tête s de soudage d'un suivi vidéo qui permet à l'opérateur d e travailler avec un poste de commande déporté à plus de 1 0 m. *Intérêt au niveau qualité et productivité :. Quelle que soit la position de soudage, le taux de dépôt e n automatique reste élevé, 1,5 fois supérieur au soudag e manuel.. La qualité des soudures est constante, le risque de réparatio n est faible, la régularité des dépôts permet de diminuer les temps de ragréage par rapport au soudage manuel. FRMTOM NP
3 Conséquences sur les techniques connexes au soudage Conditions d'accostage plus sévères qu'en soudage manuel : > Ecarts acceptables pour un assemblage sans jeu de diamètre variant de 50 à 900 mm Epaisseur de 8 à 80 mm. 1 Dénivellation s1 m m Jeu s 1 m m -* Conception de mannequins d'accostage performants En amont du soudage, mise en ceuvre de techniques de mesurag e qui conduisent à caractériser l'environnement et les matériels à assembler dans les trois dimensions avec des précisions de 0,1 m m - Topométrie par vidéogrammétri e -4 Mesurage avec bras 3D type ROMER. FRMTOME N P to. Conséquences sur les techniques connexes a u soudage Conditions d'accostage plus sévères qu'en soudag e manuel : (suite...) Réalisation des chanfreins par usinage avec machine à commande numérique réglée par mesurag e topométrique > Tolérance de t 0,2 mm sur les cotes principales de s chanfreins. FRMTOM N P
4 Soudage automatique et robotisé I Conséquences sur les techniques connexes au soudag e La réalisation de soudures dans des environnements à fort débit de dose conduit à déporter le poste de commande. daptation sur les têtes de soudage d'un système de visio n déportant sur une baie de télésurveillance le suivi du bain de fusion. L'opérateur pilote les paramètres de soudage au regard de l'image de son écran FRMTOME N P ti, Procédés mis en oeuvre Pour le soudage bout à bout, en angle, soudage tub e sur plaque, remplissage de fouille ; toutes positions : TIG fil froid -* technique la plus utilisée. - vec tête orbital e - vec robo t TIG fil froid Temper Bead - cas des interventions san s possibilité de réaliser un TTD fina l TIG fil chaud - technique maîtrisée quelque s expériences aux US - amélioration du taux de dépôt. MIG/MG - en cours d'étude (augmentation du taux de dépôt) pa s d'application sur site à ce jour FRMTOME N
5 Procédés mis en oeuvre (suite...) Pour la reconstitution par rechargement des portée s des organes de robinetterie - position à plat et 5G (tub e fixe axe horizontal) :. Plasma arc transféré poudre ou TIG automatique - vec tête orbitale (fil stellite ) - vec machine automatique spéciale (poudre inox et stellite ) FRMTOME N P Domaines d'application s Circuit Primaire Principal et autres Circuits en cie r Inoxydable austénitique : Raccordement des tuyauteries primaires lors de s opérations RGV.. Remplacement de tronçons de branche froide d e tuyauterie primaire.. Remplacement de Couvercle de Cuve (joint Canopy su r adaptateur de mécanisme de commande de grappe).. Remplacement de tuyauteries et d'organes d'isolement d e 2" à 14".. Réparation de Liaison bi-métallique Inconel à l'intérieur d e tuyauteries.. Remplacement de cannes chauffantes des pressuriseurs.. Réparation de tubes sur plaque tubulaire. 10 FRMTOME NR
6 Soudage automatique et robotisé Domaines d'applications Circuit Secondaire Principal et autres circuits en acie r carbone et faiblement allié :. Reconstitution des portées d'étanchéité des soupapes Bopp et Reuther. Réparation par rechargement Temper Bead de corps d e vanne moulé. ctivités de déconstruction :. Fermeture des étuis de combustible usé.. Fermeture de canisters. FRMTOME N R Retour d'expérience - Exemples de réalisatio n Remplacement des générateurs de vapeur Raccordements de tuyauteries primaires mm :. Procédé TOCE : Tig Orbital Chanfrein Etroi t - Procédé opérationnel en France depuis 1990 pour le montage neuf et pour les Remplacements de Générateurs de Vapeu r (RGV) 223 soudures réalisées au 31/12/ Domaine d'application : cier inoxydable austénitique Soudure bout à bout Diamètre qualifié = 700 à m m Epaisseur qualifiée : 37 à 146 m m Position de soudage = tube fixe xe horizontal ou axe vertical ou axe incliné à FL1MTOME NP
7 Soudage automatique et robotisé Retour d'expérience - Exemples de réalisations Remplacement des générateurs de vapeu r Détail du chanfrein L p+ok,,, Macrographie coupo n témoin RGV FH Soudage coude primaire sur embout GV FR 5,M.T0ME N P Soudage automatique et robotisé ils Retour d'expérience - Exemples de réalisations Remplacement des tuyauteries - 0 < 400 mm Procédé TIG automatique Orbital avec poste de command e déporté dans espace sécuris é Surveillance par l'opérateur sur moniteur avec caméra s haute définitio n Télécommande pour modifier, à distance, les paramètres de soudage - Domaine d'application : Remplacement de clapet et de tronçon de tuyauteries e n acier inoxydable austénitique Diamètre qualifié : de 60 à 360 m m Epaisseur qualifiée : de 3 à 35 mm - Position de soudage = tube fixe xe horizontal ou axe vertica l 14 F RMTOME NP
8 Remplacement des tuyauteries - 0 < 400 mm. Si les exigences contractuelles ne permettent pas la repris e du profil du chanfrei n ----\/ 1ère passe TIG manuel Remplissage TIG automatique orbital Remplacement clapet RCP 212 VP 12 " TN2 nnée ère passe TIG automatique orbital avec anneau fusible Remplissage TIG automatique orbita l Remplacements clapets 120 et 320 VP 6 " SB2 nnée 2003 i Illi r ; l ;' Macrographie Coupo n Témoi4) -16 m 1 a r ' i 5 GT 6" SB2 m 15 FRMTOME NP Remplacement des tuyauteries - 0 < 400 mm Si les exigences contractuelles laissent la maîtrise du profil du chanfrein 1ère passe et remplissage TIG automatique orbita l Remplacement lignes auxiliaires 2" - 3" 4 " FH1 nnée 2002 N Macrographie coupon témoin 0 4" ll mm 2GT FH1 Macrographie coupon témoin 0 2" 8,7 m m 5GT FH1 FRMTOME N P
9 Soudage tuyauteries 0 < 400 m m Tête de soudage 2 à 4" Tête pour soudage des cannes chauffante s de pressuriseur (0 28 mm ) 17 Tête de soudage 6 Tête de soudage 10 à 14" FRBTOME N P Retour d'expérience - Exemples de réalisatio n Réparation robotisée de clapet RE () avec robot 6 axe s ffouillement par fraisage Mesure de profilométrie par lase r Rechargement TIG automatique Temper Bead Fil acier faiblement alli é Ragréage fina l (`) Démonstration de faisabilité faite au CEDEM, non mis e en oeuvre sur site Clapet RE 16" 18 Rechargement TIG Temper Bead Rechargement prêt pour CN D FRMTOME N P
10 RTUR en cours de ressuage FRMTOME NP Remplacement de tronçon de branche froide. Intervention sur soudures à l'intérieur d'une tuyauterie primaire d e mm avec l'outil RTUR (FH1 nnée 2002) Char à motorisation électrique avec dispositif de bridage hydrauliqu e Robot Staubli RX 60 6 axe s Outillages utilisés :. Unité d'usinage et de polissage Module de ressuage et d'interprétation télévisuelle Système de palpage Mise en propreté et ITV ( n et, fin 2004, une téte de soudage TIG automatique avec suivi vidéo) F RMTOME N P Remplacement de tronçon de branche froid e RTUR dans tuyauterie primaire RTUR avec outil de palpage RTUR en cours d'arasage
11 Réparations de tubulures BWR. Problématique : Phénomènes de corrosion sous contrainte de l'inconel 182 e n milieu primaire Réparation des Liaisons Bi-Métalliques par l'intérieur de tuyauteries de 0 8" 10" 12 " Epaisseur 18 à 23 mm - Interventions de FRMTOME-NP GmbH à : FORSMRK nnée FORSMRK OSKRSHMM FRMTOME NP Réparations de tubulures BWR. Principe de la réparation : - Elimination de la zone critique (fouille annulaire) par usinage mécaniqu e Robot d'usinage et de contrôle - Rechargement en TIG automatiqu e orbital fil froid Inconel 8 2 Robot de soudage Mise en oeuvre d'un procédé "Temper Bead" sans préchauffage Baas RYRIGIL NIER.". nd HIGHESTR m roa t...«oç IGSCC - TOME tj P -131-
12 Réparations de tubulures BW R. Robot de soudage : - Tête de soudage TIG orbita l Torche refroidie 2 caméras CCD Bobine de fil embarqué e. Introduction manuelle. Bridage pneumatique. Positionnement par caméra Robot de soudase pour 0 intérieur de 200 a 300 mm (modèle 250) FRMTOME N R Soudage automatique et robotisé Réparations de tubulures BWR. Robot de soudage (modèle 250) ROBOTS D'USINGE POUR 0 INTERIEURS DE 150 à 200 mm (Modèle 150) 24 FRMTOME N P -132-
13 Conclusio n Gains en dosimétrie, gains en accessibilité, gains en qualité et productivité, meilleure adéquation aux exigence s de l'exploitant quant à la réduction des arrêts de tranche, sont des arguments qui doivent permettre l e développement du soudage automatique et robotisé. Ne pas négliger l'optimisation des techniques connexes (mesurage - usinage - vision -...) sous peine de rencontrer de grandes difficultés lors du soudage. Laisser la maîtrise du profil des chanfreins au prestataire soudeur. Prévoir des surlongueurs sur les organes à remplacer. 25 FRMTOME N P o- Conclusion (suite...) L'expérience et la synergie des équipe s FRMTOME-NP llemagne - US - France - permettent de réaliser très rapidement tout typ e d'intervention, même fortuite, faisant appel a u soudage automatique et robotisé. En vous remerciant pour votre attention! 26 F RMTOME N P
14 Z r Y3;i`. a:3r,....
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