DE102004027389A1

DE102004027389A1 - Method for nondestructive testing of a welded connection of a welded rotor and arrangement for carrying out the method

Info

Publication number: DE102004027389A1
Application number: DE102004027389A
Authority: DE
Inventors: Richard Brendon Dr. Scarlin
Original assignee: Alstom Technology AG
Current assignee: General Electric Technology GmbH
Priority date: 2004-06-04
Filing date: 2004-06-04
Publication date: 2005-12-29
Also published as: WO2005119228A1

Abstract

Bei einem Verfahren zum zerstörungsfreien Prüfen einer Schweißverbindung (13) eines aus mehreren Abschnitten (11, 12) zusammengesetzten, geschweißten Rotors (10) einer Dampf- oder Gasturbine wird eine Strahlungsquelle (16) durch eine Öffnung (15) in einen im Inneren des Rotors (10) angeordneten, an die zu prüfende Schweißverbindung (13) angrenzenden Hohlraum (19) eingeführt und die durch die Schweißverbindung (13) hindurchtretende Strahlung mittels einer auf der Außenseite der Schweißverbindung (13) angeordneten Bildaufnahmevorrichtung (18) aufgenommen. DOLLAR A Bei einem solchen Verfahren wird eine vereinfachte Prüfung auch des fertigen Rotors dadurch erreicht, dass als Strahlungsquelle (16) eine radioaktive Quelle geringer Ausdehnung verwendet wird, dass die Strahlungsquelle (16) mittels einer Halterung (17) durch die Öffnung (15) eingeführt wird und dass die Strahlungsquelle (16) während der Bildaufnahme mittels der Halterung (17) an einem vorbestimmten Ort im Hohlraum (19) gehalten wird.In a method for nondestructive testing of a welded connection (13) of a welded rotor (10) of a steam or gas turbine composed of several sections (11, 12), a radiation source (16) passes through an opening (15) in one inside the rotor (10) arranged adjacent to the welded joint to be tested (13) cavity (19) and the radiation passing through the welded joint (13) received by means of an on the outside of the welded joint (13) arranged image pickup device (18). DOLLAR A In such a method, a simplified examination of the finished rotor is achieved in that a small-size radioactive source is used as the radiation source (16) that the radiation source (16) by means of a holder (17) inserted through the opening (15) and that the radiation source (16) is held at a predetermined location in the cavity (19) during image acquisition by means of the support (17).

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL TERRITORY

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der rotierenden thermischen Maschinen. Sie betrifft ein Verfahren zum zerstörungsfreien Prüfen einer Schweissverbindung eines geschweissten Rotors gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.The The present invention relates to the field of rotary thermal machines. It concerns a non-destructive process Check a welded connection of a welded rotor according to the preamble of claim 1 and an arrangement for carrying out the method.

STAND DER TECHNIKSTATE OF TECHNOLOGY

Bei Dampfturbinen und Gasturbinen ist es seit langem üblich, die Rotoren aus mehreren axialen Abschnitten, z.B. Scheiben, zusammenzuschweissen. Da die verschiedenen Abschnitte der Rotoren unterschiedlicher thermischer Belastung ausgesetzt sind, ist es dabei zweckmässig, die Abschnitte aus unterschiedlichen Werkstoffen herzustellen, die den jeweiligen Betriebsbedingungen angepasst sind (siehe z.B. die EP-A2-0 964 135).at Steam turbines and gas turbines have long been common, the Rotors consisting of several axial sections, e.g. Slices to weld together. Because the different sections of the rotors of different thermal Exposure to stress, it is expedient, the sections of different To produce materials that meet the respective operating conditions are adapted (see for example EP-A2-0 964 135).

Bei der Herstellung solcher geschweisster Rotoren werden die (meist kreisringförmigen) Schweissverbindungen auf ihre Güte und Fehlerfreiheit hin untersucht. Diese Untersuchung kann insbesondere von aussen mittels Ultraschall erfolgen, wie dies beispielsweise in der WO-A1-01/44799 beschrieben ist. Die Ultraschalluntersuchung ermöglicht eine gute Auflösung von Defekten in der Schweissverbindung. Dieselbe Ultraschalltechnik kann auch später nach einer gewissen Betriebsdauer der Maschine eingesetzt werden, um sicherzustellen, dass sich während des Betriebs keine Defekte in der Schweissverbindung entwickelt haben. Derartige Defekte wie z.B. Risse können nämlich den weiteren Betrieb der Maschine gefährden.at the production of such welded rotors are the (usually annular) welded joints on her kindness and freedom from defects. In particular, this investigation can from the outside by means of ultrasound, as for example in WO-A1-01 / 44799. The ultrasound examination allows a good resolution of defects in the weld joint. The same ultrasonic technology can even later be used after a certain period of operation of the machine, to make sure that during the operation no defects in the welded joint developed to have. Such defects as e.g. Cracks can namely the further operation endanger the machine.

Für Hochtemperaturrotoren, bei denen ein Abschnitt (eine Scheibe) aus einer Nickelbasislegierung hergestellt ist, kann ebenfalls die Schweisstechnik eingesetzt werden, wobei ein Abschnitt aus einer Nickelbasislegierung mit einem Abschnitt aus einem Stahl verschweisst wird. Am Übergang zwischen der Nickelbasislegierung und dem Stahl (d.h. zwischen dem Schweissmetall und dem Basismetall) wird bei einer Ultraschalluntersuchung der Ultraschallstrahl in einer Weise reflektiert, dass es schwierig ist, kleine Defekte wie z.B. Risse zu entdecken. Dagegen ist es möglich, mit Röntgenstrahltechniken an diesen Stellen Defekte zu erkennen. Die Schwierigkeiten bei der Röntgenstrahltechnik bestehen darin, dass die Röntgenstrahlquelle und die Bildaufnahmevorrichtung (ein Film oder dgl.) auf unterschiedlichen Seiten der Schweissverbindung angeordnet werden müssen.For high temperature rotors, where a section (a disc) made of a nickel-based alloy manufactured, also the welding technique can be used, wherein a portion of a nickel-based alloy with a portion welded from a steel. At the transition between the nickel base alloy and the steel (i.e., between the weld metal and the base metal) is in an ultrasound examination of the ultrasound beam in one Way that it is difficult to detect small defects such as Cracks to discover. By contrast, it is possible with X-ray techniques to detect defects at these points. The difficulties with X-ray technology consist in that the x-ray source and the image pickup device (a film or the like) on different ones Sides of the welding connection must be arranged.

In der Vergangenheit sind derartige Röntgenstrahltechniken nach der Wurzelschweissung (d.h. vor dem Auffüllen der Schweissverbindung) eingesetzt worden, wobei die Röntgenstrahlquelle auf der einen Seite des Rotors und die Bildaufnahmevorrichtung auf der anderen Seite des Rotors angeordnet worden sind. Die maximale geschweisste Dicke beträgt in diesem Stadium weniger als 10 mm, um eine geeignete Auflösung der Defekte zu ermöglichen.In In the past, such X-ray techniques according to the Root welding (i.e., before filling the weld joint) been used, the X-ray source on one side of the rotor and the image pickup device on the other side of the rotor have been arranged. The maximal welded thickness is at this stage, less than 10 mm, to obtain a suitable resolution of To allow for defects.

In einer nicht veröffentlichten früheren Anmeldung ist bereits vorgeschlagen worden, zunächst einen Stahlring an die Scheibe aus der Nickelbasislegierung anzuschweissen (hier kann die Röntgenstrahltechnik zusammen mit der Ultraschalluntersuchung eingesetzt werden), und nachfolgend eine Stahlscheibe an den Stahlring anzuschweissen (die Ultraschalluntersuchung ist für die Stahl-Stahl-Verbindung ausreichend).In an unpublished earlier Application has already been proposed, first a steel ring to the To weld the nickel base alloy disc (here the X-ray technology used together with the ultrasound examination), and subsequently weld a steel disc to the steel ring (the ultrasound examination is for the steel-steel connection is sufficient).

Ein Problem ist darin begründet, dass es nicht mehr möglich ist, eine auf beidseitiger Zugänglichkeit beruhende Röntgenstrahluntersuchung der Nickelbasislegie rung-Stahl-Schweissverbindung durchzuführen, wenn der Rotor fertig verschweisst ist oder nach einer gewissen Betriebsdauer überprüft werden soll. In der oben genannten EP-A2-0 964 135 ist bereits die Anordnung von speziellen, verschliessbaren Inspektionsöffnungen im Bereich der Schweissverbindungen vorgeschlagen worden, durch welche die Schweissnähte mittels „fiberscopes" von innen her untersucht werden können. In der JP-A-9108883 sind vergleichbare Inspektionsöffnungen offenbart, durch die ein radiographischer Test der Schweissnähte mittels Röntgenstrahlen durchgeführt werden soll. Dazu wird eine Röntgenquelle durch die Inspektionsöffnung ins Innere des Rotors eingebracht.One The problem is that that it is no longer possible is one on two-sided accessibility based X-ray examination to carry out the nickel-based alloy steel-welded joint, when the rotor is completely welded or checked after a certain period of operation should. In the aforementioned EP-A2-0 964 135 is already the arrangement of special, sealable inspection openings in the area of the welded joints have been proposed by which the welds examined by means of "fiberscopes" from the inside can be. In JP-A-9108883 are comparable inspection openings discloses a radiographic test of the welds by means of X-rays carried out shall be. This is an X-ray source through the inspection opening introduced into the interior of the rotor.

Die bekannte röntgenographische Untersuchung mittels einer Inspektionsöffnung in Form einer Bohrung hat jedoch einen wesentlichen Nachteil: Eine Röntgenquelle in Form einer Röntgenröhre mit der dazugehörigen Stromversorgung und Wasserkühlung hat – insbesondere wenn höhere Strahlungsleistungen erforderlich sind – ein erhebliches Volumen. Entsprechend muss die Inspektionsöffnung einen relativ grossen Durchmesser aufweisen, was negative Auswirkungen auf die Festigkeit des Rotors haben kann.The known X-ray Investigation by means of an inspection opening in the form of a bore However, it has a significant disadvantage: an X-ray source in the form of an X-ray tube with the associated Power supply and water cooling has - in particular if higher Radiation powers are required - a significant volume. Accordingly, the inspection opening has a relatively large Diameter, which has a negative impact on the strength of the rotor can have.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION THE INVENTION

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Inspektion von Schweissverbindungen in geschweissten Rotoren von Dampf- oder Gasturbinen zu schaffen, welches die Nachteile bekannter Verfahren vermeidet und insbesondere auf einfache Weise am fertig verschweissten, aus unterschiedlichen Materialien bestehenden Rotor angewendet werden kann, sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.It It is therefore an object of the invention to provide a method for the inspection of Welded connections in welded rotors of steam or gas turbines which avoids the disadvantages of known methods and in particular easily on the finished welded, off different materials existing rotor can be applied and to provide an arrangement for carrying out the method.

Die Aufgabe wird durch die Gesamtheit der Merkmale der Ansprüche 1 und 15 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, als Strahlungsquelle eine radioaktive Quelle geringer Ausdehnung zu verwenden, die mittels einer Halterung durch die wenigstens eine Öffnung eingeführt und während der Bildaufnahme mittels der Halterung an einem vorbestimmten Ort im Hohlraum gehalten wird. Da für die radioaktive Quelle keinerlei Versorgungseinrichtung wie Zuleitungen und dgl. benötigt werden, und da die Strahlungsquelle eine geringe Ausdehnung hat, kann die Öffnung klein gewählt werden, was der strukturellen Stabilität des Rotors zugute kommt. Gleichzeitig ist es möglich, die Schweissverbindung in einem Vorgang über den gesamten Umfang zu prüfen, weil die Strahlungsquelle in alle Richtungen abstrahlt.The The object is achieved by the entirety of the features of claims 1 and 15 solved. The essence of the invention is as a radiation source a to use a radioactive source of low expansion, by means of a holder inserted through the at least one opening and while the image recording by means of the holder at a predetermined location is kept in the cavity. Therefore the radioactive source does not provide any utility such as supply lines and the like. Needed and because the radiation source has a small extent, can the opening chosen small what benefits the structural stability of the rotor. At the same time, it is possible the weld joint in one operation over the entire circumference check, because the radiation source radiates in all directions.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Schweissverbindung kreisringförmig ausgebildet ist, und dass die Strahlungsquelle in der Mittelachse des Kreisrings, insbesondere im Mittelpunkt der von der Schweissverbindung umrandeten Kreisfläche, gehalten wird.A preferred embodiment of the invention is characterized by that the welded connection is annular, and that the Radiation source in the central axis of the annulus, in particular in the center of the circular area surrounded by the welded connection becomes.

Es ist aber auch denkbar und kann von Vorteil sein, wenn die Schweissverbindung oder ein Abschnitt der Schweissverbindung von mehreren unterschiedlichen Orten aus mittels der Strahlungsquelle durchstrahlt und die durch die Schweissverbindung hindurchtretende Strahlung mittels der Bildaufnahmevorrichtung aufgenommen wird, wobei insbesondere die unterschiedlichen Orte in axialer und/oder radialer Richtung um vorbestimmte Abstände gegeneinander verschoben sind. Durch Aufnahmen aus unterschiedlichen Blickwinkeln lassen sich allfällige Fehler in der Schweissverbindung noch besser orten und charakterisieren.It but is also conceivable and may be advantageous if the weld joint or a section of the welded joint of several different ones Places irradiated by means of the radiation source and the through the welding compound passing radiation by means of the image pickup device is recorded, in particular the different places in the axial and / or radial direction by predetermined distances from each other are shifted. Through shots from different angles can be any mistakes to locate and characterize even better in the welding connection.

Weiterhin ist es möglich, zum Prüfen unterschiedlicher Abschnitte der Schweissverbindung die radioaktive Strahlungsquelle durch unterschiedliche Öffnungen in den Hohlraum des Rotors einzuführen. Die Strahlungsquelle kann so näher an den zu untersuchenden Abschnitt herangeführt werden. Besonders günstig ist es, wenn die unterschiedlichen Öffnungen über den Umfang des Rotors verteilt angeordnet sind, und insbesondere vier jeweils um 90° verdreht angeordnete Öffnungen verwendet werden.Farther Is it possible, for testing different sections of the welded joint the radioactive Radiation source through different openings in the cavity of the Introduce rotor. The Radiation source can be so closer be brought to the section to be examined. Is particularly favorable it if the different openings over the Scope of the rotor are arranged distributed, and in particular four each rotated by 90 ° arranged openings be used.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemässen Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Öffnung und/oder die Halterung derart ausgebildet ist, dass die Strahlungsquelle durch die wenigstens eine Öffnung an unterschiedlichen, vorbestimmten Orten im Hohlraum positioniert werden kann, und dass die Bildaufnahmevorrichtung an den jeweiligen Ort der Strahlungsquelle anpassbar ist.A Preferred embodiment of the inventive arrangement is characterized in that the at least one opening and / or the holder is formed such that the radiation source through the at least an opening positioned at different, predetermined locations in the cavity can be, and that the image pickup device to the respective Location of the radiation source is customizable.

Insbesondere ist die wenigstens eine Öffnung als in einer fest vorgegebenen Richtung orientierte Bohrung ausgebildet, und umfasst die Halterung eine Manipulationsvorrichtung, welche das Positionieren der Strahlungsquelle an den unterschiedlichen Orten ermöglicht.Especially is the at least one opening as formed in a fixed direction oriented bore formed and the holder comprises a manipulation device, which the positioning of the radiation source at the different Places allowed.

Vorzugsweise sind mehrere, insbesondere vier, Öffnungen auf dem Umfang des Rotors verteilt, insbesondere um jeweils 90° verdreht, angeordnet.Preferably are several, in particular four, openings on the circumference of Distributed rotor, in particular rotated by 90 °, arranged.

Eine bevorzugte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass einer der durch die Schweissverbindung verbundenen Abschnitte des Rotors aus einer Nickelbasislegierung und der andere Abschnitt aus Stahl besteht, und dass die wenigstens eine Öffnung in dem aus Stahl bestehenden Abschnitt angeordnet ist.A preferred development is characterized by the fact that one of formed by the weld joint sections of the rotor a nickel-based alloy and the other steel section, and that the at least one opening is arranged in the steel section.

Die Bohrung weist insbesondere einen Durchmesser von wenigen cm, vorzugsweise kleiner gleich 3 cm, auf.The Hole has in particular a diameter of a few cm, preferably less than or equal to 3 cm, up.

Besonders einfach wird das Verfahren, wenn die Strahlungsquelle ein geeignetes radioaktives Isotop enthält, und wenn als Bildaufnahmevorrichtung ein Film verwendet wird.Especially the process becomes simple if the radiation source is a suitable one contains radioactive isotope, and when a film is used as the image pickup device.

Für den Betrieb der Maschine ist es von Vorteil, wenn die Öffnung nach Beendigung der Prüfung verschlossen wird, wobei die Öffnung entweder dauerhaft, insbesondere durch Schweissen, oder mittels eines lösbaren, insbesondere einschraubbaren, Verschlusses verschlossen wird.For the business It is an advantage of the machine, if the opening after completion of the Test closed being, with the opening either permanently, in particular by welding, or by means of a detachable, in particular screwed, closure is closed.

Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Further embodiments arise from the dependent ones Claims.

KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGURENSHORT EXPLANATION THE FIGURES

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigenThe Invention is intended below with reference to embodiments in connection closer to the drawing explained become. Show it

1 im Längsschnitt einen Ausschnitt eines geschweissten Rotors mit einer Schweissverbindung, die gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung mittels einer in der Rotorachse angeordneten radioaktiven Strahlungsquelle zerstörungsfrei geprüft wird; 1 in longitudinal section a section of a welded rotor with a welded joint, which is tested according to a preferred embodiment of the invention by means of a rotor axis arranged in the radioactive radiation source non-destructive;

2 in einer zu 1 vergleichbaren Darstellung, verschiedene in radialer und/oder axialer Richtung voneinander abweichende Orte, von denen aus die Schweissnaht mittels der radioaktiven Strahlungsquelle senkrecht oder schräg durchstrahlt werden kann; und 2 in one too 1 comparable representation, different from each other in the radial and / or axial direction of different locations, from which the weld can be irradiated vertically or obliquely by means of the radioactive radiation source; and

3 den Einsatz einer Manipulationsvorrichtung zur Positionierung der radioaktiven Strahlungsquelle an einem Ort ausserhalb der Rotorachse, insbesondere auf etwa halbem Innenradius der Schweissnaht. 3 the use of a manipulation device for positioning the radioactive beam Lung source at a location outside the rotor axis, in particular to about half the inner radius of the weld.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNGWAYS TO PERFORM THE INVENTION

In 1 ist im Längsschnitt ein Ausschnitt aus einem geschweissten Rotor 10 wiedergegeben, der eine Schweissverbindung 13 zwischen zwei benachbarten Abschnitten 11 und 12 des Rotors 10 zeigt. Der Rotor 10 ist im wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Rotorachse 14. Die verschiedenen, üblicherweise scheibenförmigen Abschnitte 11, 12 sind entlang der Rotorachse 14 hintereinander angeordnet. Da die Abschnitte 11, 12 unterschiedlichen thermischen Belastungen ausgesetzt sind, sind sie aus unterschiedlichen, der jeweiligen Belastung angepassten Werkstoffen hergestellt. Im gezeigten Beispiel soll der Abschnitt 11 aus einer Nickelbasislegierung und der Abschnitt 12 aus einem geeigneten Stahl bestehen. Die Abschnitte 11, 12 sind durch die Schweissverbindung 13 miteinander verbunden. Die Schweissverbindung 13 ist im Beispiel kreisringförmig ausgebildet und umschliesst und grenzt im Inneren an einen Hohlraum 19. Die Schweissverbindung 13 ist für die Festigkeit des Rotors 10 und seine Lebensdauer ein wichtiger Bereich und muss daher unmittelbar nach der Schweissung, aber auch möglicherweise später nach vorbestimmten Betriebsintervallen auf ihren Zustand und mögliche Fehler geprüft werden.In 1 is a section of a welded rotor in longitudinal section 10 reproduced, a welded connection 13 between two adjacent sections 11 and 12 of the rotor 10 shows. The rotor 10 is substantially rotationally symmetric to a rotor axis 14 , The different, usually disc-shaped sections 11 . 12 are along the rotor axis 14 arranged one behind the other. Because the sections 11 . 12 are exposed to different thermal loads, they are made of different, adapted to the respective load materials. In the example shown, the section 11 made of a nickel-based alloy and the section 12 Made of a suitable steel. The sections 11 . 12 are through the welding connection 13 connected with each other. The welding connection 13 is annular in the example and surrounds and borders in the interior of a cavity 19 , The welding connection 13 is for the strength of the rotor 10 and its life is an important area and must therefore be checked immediately after the welding, but also possibly later after predetermined operating intervals on their condition and possible errors.

Diese Prüfung wird zerstörungsfrei durchgeführt und benutzt eine radiographische Methode, bei der die Schweissverbindung 13 von innen nach aussen durchstrahlt und das Abbild der durchstrahlten Schweissverbindung 13 aufgezeichnet wird. Da die Prüfung auch am fertig geschweissten Rotor 10 durchgeführt werden muss, und die radiographische Methode den Zugang zu beiden Seiten der Schweissverbindung 13 erfordert, ist neben der Schweissverbindung 13 eine in radialer Richtung orientierte Öffnung 15 in Form einer Bohrung vorgesehen. Weitere Bohrungen (siehe Bohrung 15' in 3) können auf dem Umfang des Rotors 10 (z.B. jeweils um 90° verdreht) vorgesehen sein, um die Schweissverbindung 13 abschnittweise untersuchen zu können. Durch die Bohrung 15 kann eine Strahlungsquelle 16, die ein radioaktives Isotop enthält, in den Hohlraum 19 so eingeführt werden, dass die von der Strahlungsquelle 16 ausgehende Strahlung über den gesamten Umfang gleichförmig durch die Schweissverbindung 13 hindurchtritt und auf der aussen angeordneten Bildaufnahmevorrichtung, die hier als Film 18 ausgebildet ist, ein Abbild der Schweissverbindung 13 erzeugt.This test is carried out nondestructively and uses a radiographic method in which the weld joint 13 radiates from inside to outside and the image of the irradiated welding connection 13 is recorded. As the test also on the finished welded rotor 10 must be performed, and the radiographic method access to both sides of the weld joint 13 is required, is next to the welding connection 13 a radially oriented opening 15 provided in the form of a bore. Further drilling (see drilling 15 ' in 3 ) can be on the circumference of the rotor 10 (For example, each rotated by 90 °) may be provided to the weld joint 13 to be able to examine section by section. Through the hole 15 can be a radiation source 16 containing a radioactive isotope into the cavity 19 be introduced so that the from the radiation source 16 Outgoing radiation over the entire circumference uniformly through the weld joint 13 passes through and on the outside of the image pickup device, here as a film 18 is formed, an image of the welded connection 13 generated.

Die radioaktive Strahlungsquelle 16 hat den Vorteil, dass sie im wesentlichen punktförmig ausgeführt werden kann und ohne weitere Versorgungsvorrichtungen wie Stromzuführungen, Kühlungseinrichtungen oder dgl. auskommt. Des weiteren strahlt sie – wie dies in der Figur durch die Pfeile angedeutet ist – in alle Richtungen ab, so dass die Schweissverbindung über den gesamten Umfang in einem Prüfungsschritt untersucht werden kann. Die Strahlungsquelle 16 wird vorzugs weise im Mittelpunkt der Kreisfläche angeordnet, die von der Schweissverbindung 13 berandet wird. Da sie klein ist, kann sie auf einfache Weise durch die Bohrung 15 an einer geraden Halterung 17 in den Hohlraum 19 eingeführt und in den Mittelpunkt der Kreisfläche vorgeschoben werden. Die Bohrung 15 kann deshalb mit einem vergleichsweise geringen Durchmesser ausgeführt werden, der nur wenige cm beträgt und vorzugsweise kleiner gleich 3 cm ist. Damit die Strahlungsquelle 16 am Ende der Halterung 17 einfach und ohne Schwierigkeiten im Hohlraum 19 platziert werden kann, ist die Bohrung mit ihrer Achse aus der radialen Richtung heraus gegen die Kreisfläche so geneigt, dass die Bohrungsachse die Rotorachse 14 im Mittelpunkt der Kreisfläche schneidet.The radioactive radiation source 16 has the advantage that it can be carried out substantially punctiform and without further supply devices such as power supply lines, cooling devices or the like. Furthermore, it radiates - as indicated in the figure by the arrows - in all directions, so that the weld joint can be examined over the entire circumference in a test step. The radiation source 16 is preferential, in the center of the circular area arranged by the welded joint 13 is bounded. Since she is small, she can easily through the hole 15 on a straight bracket 17 in the cavity 19 introduced and advanced into the center of the circular area. The hole 15 Therefore, it can be made with a comparatively small diameter, which is only a few cm and preferably less than or equal to 3 cm. Thus the radiation source 16 at the end of the bracket 17 easy and without difficulty in the cavity 19 can be placed, the bore is inclined with its axis from the radial direction out against the circular surface so that the bore axis of the rotor axis 14 at the center of the circular area intersects.

Die Bohrung 15 ist in der Figur vereinfacht dargestellt. Sie kann nach erfolgter Prüfung dauerhaft verschlossen, z.B. zugeschweisst werden. Sie kann aber auch mit einem Innengewinde versehen sein und durch Eindrehen eines schraubenartigen Verschlusses verschlossen werden. Die zweite Variante ist von Vorteil, wenn der Rotor 10 nach gewissen Betriebsperioden mehrfach auf den Zustand der Schweissverbindung 13 überprüft werden soll. Die Bohrung 15 ist vorzugsweise in dem aus Stahl bestehenden Abschnitt 12 angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass es einfacher ist, die Bohrung 15 in Stahl einzubringen. Weiterhin ist es im Stahl einfacher, die Bohrung 15 entweder zum Verschrauben mit einem Innengewinde zu versehen, oder die Bohrung durch Schweissen zu verschliessen.The hole 15 is shown simplified in the figure. It can be permanently closed after testing, for example, be welded. But it can also be provided with an internal thread and closed by screwing a screw-like closure. The second variant is advantageous when the rotor 10 several times after several operating periods on the condition of the welded connection 13 should be checked. The hole 15 is preferably in the steel section 12 arranged. This has the advantage that it is easier to drill 15 in steel. Furthermore, it is easier in the steel, the bore 15 either to be screwed with an internal thread, or to close the hole by welding.

Die Strahlungsquelle 16 muss aber nicht im Mittelpunkt der von der Schweissverbindung 13 berandeten Kreisfläche angeordnet sein, wie dies in 1 gezeigt ist. Sie kann vielmehr – wie dies in 3 dargestellt ist – auf dem halben Radius der Kreisfläche platziert werden. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Halterung 17 der Strahlungsquelle 16 mit einer Manipulationsvorrichtung 20 ausgestattet wird, die es ermöglicht, bei unveränderter Orientierung der Bohrung 15 den entsprechenden Ort anzufahren. Eine Möglichkeit besteht darin, als Manipulationsvorrichtung 20 ein Gelenkelement einzusetzen, das ein Abknicken der Halterung erlaubt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Strahlungsquelle 16 an einem kurzen Draht aufzuhängen, so das sie durch die Schwer kraft von dem auf der Achse 14 liegenden Ende des festen Teils der Halterung 17 senkrecht herabhängt. Der Film 18 ist dabei entsprechend auf der Unterseite des Rotors 10 angeordnet. Bei der in 3 gezeigten Position der Strahlungsquelle 16 auf halbem Kreisflächenradius ist es zweckmässig, die Schweissverbindung 13 in viertelkreisförmige Abschnitte zu unterteilen, die jeweils durch eine von insgesamt vier am Umfang um 90° verdreht angeordneten Bohrungen 15, 15' hindurch untersucht werden (Die in 3 dargestellten Bohrungen 15, 15' sind die um 180° verdrehten, einander gegenüberliegenden Bohrungen). Der Rotor 10 muss dazu jeweils um seine Achse 14 gedreht werden.The radiation source 16 But it does not have to be the focus of the welding connection 13 Bordered circular surface may be arranged as in 1 is shown. It can rather - as in 3 is shown - placed on half the radius of the circular area. This can be achieved, for example, that the holder 17 the radiation source 16 with a manipulation device 20 which makes it possible, with unchanged orientation of the bore 15 to drive to the appropriate place. One possibility is as a manipulation device 20 to use a hinge element that allows a kinking of the holder. Another possibility is the radiation source 16 to hang on a short wire, so it by the gravity force of the on-axis 14 lying end of the fixed part of the holder 17 hanging vertically. The film 18 is accordingly on the bottom of the rotor 10 arranged. At the in 3 Po shown position of the radiation source 16 on half circle radius it is expedient, the weld joint 13 Divide into quarter-circular sections, each through one of a total of four circumferentially rotated by 90 ° holes arranged 15 . 15 ' be examined through (The in 3 shown holes 15 . 15 ' are the 180 ° twisted, opposite holes). The rotor 10 must do this around its axis 14 to be turned around.

Eine andere Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung ist in 2 wiedergegeben. Hier sind für die Untersuchung der Schweissverbindung 13 bzw. eines Abschnitts dieser Schweissverbindung unterschiedliche, vorbestimmte Orte A1, ..., C3 mit unterschiedlicher radialer und axialer Position eingezeichnet, von denen aus die Schweissverbindung 13 durchstrahlt werden kann. Bei gleichbleibender Zahl verschieben sich die Orte von A über B nach C in radialer Richtung, während die axiale Position gleich bleibt. Bei gleichbleibendem Buchstaben verschieben sich die Orte von 1 über 2 nach 3 in axialer Richtung, während die radiale Position gleich bleibt. Werden mehrere Messungen von Orten mit unterschiedlicher axialer Position (d.h., mit unterschiedlichem Zahlenwert, also z.B. B1 und B3) aus durchgeführt, ergibt sich gewissermassen eine 3-dimensionale Darstellung der Schweissverbindung 13, so dass die räumliche Lage und Ausdehnung von Fehlstellen erfasst werden kann. Da hierbei – wie in 2 durch den vom Ort B3 ausgehenden Pfeil angedeutet – die Schweissverbindung schräg durchstrahlt wird, muss der Film 18 seitlich entsprechend versetzt werden, oder es muss insgesamt ein entsprechend breiterer Film 18 verwendet werden.Another embodiment of the method according to the invention is in 2 played. Here are for the investigation of the welding connection 13 or a portion of this welded connection different, predetermined locations A1, ..., C3 drawn with different radial and axial position, of which from the welded joint 13 can be irradiated. If the number remains the same, the locations shift from A to B to C in the radial direction, while the axial position remains the same. If the letter remains the same, the locations move from 1 through 2 to 3 in the axial direction, while the radial position remains the same. If several measurements of locations with different axial position (ie, with different numerical value, so for example B1 and B3) carried out, resulting in a sense a 3-dimensional representation of the welded joint 13 so that the spatial location and extent of defects can be detected. Because here - as in 2 indicated by the outgoing from the point B3 arrow - the weld joint is obliquely irradiated, the film must 18 be laterally offset accordingly, or it must be a total of a correspondingly broader film 18 be used.

1010: Rotorrotor
11, 1211 12: Abschnitt (Scheibe)section (Disc)
1313: Schweissverbindung (Schweissnaht)welded joint (Weld)
1414: Rotorachserotor axis
15, 15'15 15 ': Öffnung (Bohrung)Opening (hole)
1616: Strahlungsquelle (radioaktiv)radiation source (Radioactive)
1717: Halterungbracket
1818: FilmMovie
1919: Hohlraumcavity
2020: Manipulationsvorrichtungmanipulation device
A1, ...C3A1, ... C3: Ort (der Strahlungsquelle)place (the radiation source)

Claims

Method for nondestructive testing of a welded connection ( 13 ) one of several sections ( 11 . 12 ) assembled, welded rotor ( 10 ) of a steam or gas turbine, in which method a radiation source ( 16 ) through at least one opening ( 15 . 15 ' ) in one inside the rotor ( 10 ), to the welded connection to be tested ( 13 ) adjacent cavity ( 19 ) and by the welded connection ( 13 ) passing radiation by means of a on the outside of the welded connection ( 13 ) arranged image recording device ( 18 ), characterized in that as a radiation source ( 16 ) a radioactive source of small extent is used, that the radiation source ( 16 ) by means of a holder ( 17 ) through the at least one opening ( 15 . 15 ' ) and that the radiation source ( 16 ) during image acquisition by means of the holder ( 17 ) at a predetermined location (A1, ..., C3) in the cavity ( 19 ) is held.

A method according to claim 1, characterized in that the welded connection ( 13 ) or a section of the welded connection ( 13 ) from a plurality of different locations (A1, ..., C3) by means of the radiation source ( 16 ) and through the welding connection ( 13 ) passing radiation by means of the image pickup device ( 18 ) is recorded.

Method according to claim 2, characterized in that that the different locations (A1, ..., C3) in axial and / or radial direction shifted by predetermined distances from each other are.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that for testing different portions of the welded connection ( 13 ) the radioactive radiation source ( 16 ) through different openings ( 15 . 15 ' ) in the cavity ( 19 ) of the rotor ( 10 ) is introduced.

Method according to claim 4, characterized in that the different openings ( 15 . 15 ' ) over the circumference of the rotor ( 10 ) are arranged distributed.

Method according to Claim 5, characterized in that four openings (90 ° each) are arranged so as to be twisted. 15 . 15 ' ) be used.

A method according to claim 1, characterized in that the welded connection ( 13 ) is annular, and that the radiation source ( 16 ) in the central axis of the annulus, in particular in the center of the welded joint ( 13 ) bordered circular area, is held.

Method according to claim 7, characterized in that the at least one opening ( 15 . 15 ' ) for introducing the radiation source ( 16 ) is formed as a bore that the bore ( 15 . 15 ' ) next to the welding connection ( 13 ), and that the bore ( 15 . 15 ' ) is oriented so that the extended axis of the bore ( 15 . 15 ' ) the center axis of the annular welded connection ( 13 ) by doing Point intersects in which the radiation source ( 16 ) is held.

Method according to claim 8, characterized in that the bore ( 15 . 15 ' ) has a diameter of a few cm, preferably less than or equal to 3 cm, and that the radiation source ( 16 ) is substantially punctiform.

Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the radiation source ( 16 ) contains a suitable radioactive isotope.

Method according to one of Claims 1 to 10, characterized in that a film (as image recording device) ( 18 ) is used.

Method according to one of claims 1 to 11, characterized in that the at least one opening ( 15 . 15 ' ) is closed after completion of the test.

Method according to claim 12, characterized in that the at least one opening ( 15 . 15 ' ) is closed permanently, in particular by welding.

Method according to claim 12, characterized in that the at least one opening ( 15 . 15 ' ) is closed by means of a detachable, in particular screwed, closure.

Arrangement for carrying out the method according to Claim 1 with a rotor ( 10 ) of a steam or gas turbine, which rotor ( 10 ) of a plurality of axially arranged in succession, in particular made of different material, sections ( 11 . 12 ), the sections ( 11 . 12 ) by annular welding connections ( 13 ) and wherein for non-destructive testing of at least one welded joint ( 13 ) at least one opening ( 15 . 15 ' ) is provided, through which a to the at least one welded connection ( 13 ) adjacent cavity ( 19 ) inside the rotor ( 10 ) is accessible, as well as with an outside on the rotor ( 10 ) arranged image recording device ( 18 ) and one through the at least one opening ( 15 . 15 ' ) in the cavity ( 19 ) einführbaren radiation source ( 16 ), characterized in that the radiation source ( 16 ) is a radioactive source of small extent which is attached to a holder ( 17 ) and by means of the holder ( 17 ) through the at least one opening ( 15 . 15 ' ) in the cavity ( 19 ) is insertable.

Arrangement according to claim 15, characterized in that the at least one opening ( 15 . 15 ' ) and / or the holder ( 17 ) is designed such that the radiation source ( 16 ) through the at least one opening ( 15 . 15 ' ) at different, predetermined locations (A1, ..., C3) in the cavity ( 19 ) and that the image capture device ( 18 ) to the respective location of the radiation source ( 16 ) is customizable.

Arrangement according to claim 16, characterized in that the at least one opening ( 15 . 15 ' ) is formed as in a fixed predetermined direction oriented bore, and that the holder ( 17 ) a manipulation device ( 20 ), which comprises the positioning of the radiation source ( 16 ) at the different locations (A1, ..., C3).

Arrangement according to one of claims 15 to 17, characterized in that a plurality, in particular four, openings ( 15 . 15 ' ) on the circumference of the rotor ( 10 ), in particular rotated by 90 °, are arranged.

Arrangement according to one of claims 15 to 18, characterized in that one of the through the welding connection ( 13 ) ( 11 ) of the rotor ( 10 ) of a nickel-based alloy and the other section ( 12 ) consists of steel, and that the at least one opening ( 15 . 15 ' ) in the steel section ( 12 ) is arranged.

Arrangement according to claim 17, characterized in that the bore ( 15 ) has a diameter of a few cm, preferably less than or equal to 3 cm, and that the bore ( 15 ) is closable by means of a detachable, in particular screwable, closure.