JP2001343367A - タービン発電機の水冷却ステータコイルクリップの継手接合部の検査方法及び検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】タービン発電機水冷却ステータコイルクリップ
の継手ろう付け部内部の全数検査を可能にすることにあ
る。 【解決手段】タービン発電機の水冷却ステータコイルク
リップの継手接合部を跨ぐように配設された支持台６
と、この支持台に前記接合部上方に位置させて支持さ
れ、前記継手にセットされたスキャナ４と、このスキャ
ナに取付けられ、超音波の送受信を行う超音波プローブ
７と、スキャナ４に設けられ超音波プローブ７を継手接
合部の周方向に回転させながら軸方向に移動させる駆動
装置８と、超音波プローブ７に超音波信号ケーブルを介
して接続され、超音波プローブ７より得られる受信情報
と位置情報をもとに、検査結果を表示するコンピュータ
１１とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タービン発電機の
水冷却ステータコイルのクリップ継手接合部の検査方法
及び検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、大型のタービン発電機にはステー
タコイルをその内部に水を通すことにより冷却する構造
のものがある。本方式は優れた冷却性能を持つが、反面
水漏れが生じる可能性があり、水漏れが発生すると地絡
等の事故につながる。この水漏れは、特に溶接やろう付
けにより部品同士が接合されている部位において生じ易
い。このような部位の一つとしてステータコイルクリッ
プろう付け部がある。

【０００３】図６はかかるステータコイルクリップの構
造を示すものである。図６において、ステータコイルク
リップはクリップ本体１と継手２とを備え、ステータコ
イル２１の端部に位置し、他のコイルとの電流及び冷却
水の通路となむる導電性を有するパイプ状の部品であ
る。このうち、冷却水はコイル２１からクリップ本体１
内部の空洞２２を通り、継手２を介して他のコイルへと
流れる。

【０００４】ここで、継手２はクリップ本体１にろう付
けにて接合されているが、この部分は発電機運転中のコ
イルの振動や熱伸びにより大きな応力が生じ易く、ろう
付けに不良があるとそれを起点として破壊が進み、水漏
れが生じる危険性がある。このため、ろう付け部はろう
付け作業後にその健全性を確認することが必要である。

【０００５】このような必要に対応して、現在ステータ
コイルクリップ継手ろう付け部は目視検査、耐圧漏洩試
験及びロット検査による放射線透過試験によりその健全
性が確認されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、目視検
査では外表面に露出した欠陥のみが、また耐圧漏洩試験
では肉厚方向に貫通した欠陥のみがそれぞれ検出可能で
あり、表面に露出していないろう付け内部の欠陥は検出
が困難である。

【０００７】また、放射線透過試験の場合にはろう付け
内部の欠陥検出は可能だが、検査のための試験片を製品
から切り出して行なうため、検査は抜き取りとなり、実
際に実機に使われる製品の検査ができないという欠点が
あった。

【０００８】このため、従来検査法ではろう付けの検証
法としては信頼性に乏しく、また検査のために余分な製
品を準備する必要があった。さらに、放射線を用いるた
め、検査時には放射線管理区域を設けるなど、安全対策
が必要であった。

【０００９】本発明は上記のような問題を解消すべくな
されたもので、実際の製品に使われるステータコイルク
リップの継手接合部の全数検査が可能な検査方法及び検
査装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に対応する発明
は、タービン発電機の水冷却ステータコイルクリップの
継手接合部を検査するに際して、超音波プローブを前記
継手接合部の探傷開始位置にセットし、この位置から検
査終了位置に達するまで前記超音波プローブをスキャナ
により前記継手接合部の周方向に回転させながら軸方向
に徐々に移動させ、その間前記超音波プローブから超音
波を前記継手接合部に入射すると共に、欠陥部から反射
される反射波を受信するとその情報と超音波プローブの
位置情報をコンピュータに入力して前記継手接合部に存
する欠陥とその位置を判定処理する。

【００１１】このような検査方法とすれば、クリップ継
手接合部内部の健全性の確認が実際の製品として使われ
るクリップの全数に実施することが可能となり、継手接
合部の品質検証の信頼性を向上させることができる。

【００１２】請求項２に対応する発明は、請求項１に対
応する発明のタービン発電機の水冷却ステータコイルク
リップの継手接合部の検査方法において、前記スキャナ
を前記ステータコイルクリップの継手に形成されている
ネジ部にセットし、このネジ部を基準に内側より水浸法
によるスキャナ走査で探傷を行ない、そのときの継手接
合状態を前記コンピュータにより画像処理して表示す
る。

【００１３】このような検査方法とすれば、スキャナの
被試験体へのセットが容易にでき、また非接触・自動走
査のため安定した探傷が可能で、検査員の技量の影響を
排除できるため信頼性の高い検査結果が得られる。

【００１４】請求項３に対応する発明は、請求項１又は
請求項２に対応する発明のタービン発電機の水冷却ステ
ータコイルクリップの継手接合部の検査方法において、
超音波探傷検査に必要な接触媒質である水を重力を利用
した方法で供給し、局部水浸法で探傷する。

【００１５】このような検査方法とすれば、接触媒質で
ある水の供給の為の特別な装置が不要となり、また試験
体全体を水に浸す全水浸法に比べ使用する水の量を減ら
すことができ、試験後の水の除去が容易で、装置全体を
小型化できる。

【００１６】請求項４に対応する発明は、請求項１又は
請求項２に対応する発明のタービン発電機の水冷却ステ
ータコイルクリップの継手接合部の検査方法を用いて、
既設発電機が定期点検等により停止し分解されたときに
前記継手接合部を検査し、コンピュータにより継手接合
部の経年劣化を評価する。

【００１７】このような検査方法とすれば、製造時にお
ける継手接合部の欠陥だけでなく、機器の運転等に起因
した経年劣化による損傷・欠陥の発見も可能となる。

【００１８】請求項５に対応する発明は、タービン発電
機の水冷却ステータコイルクリップの継手接合部を跨ぐ
ように配設された支持台と、この支持台に前記接合部上
方に位置させて支持され、前記継手にセットされたスキ
ャナと、このスキャナに取付けられ、超音波の送受信を
行う超音波プローブと、前記スキャナに設けられ前記超
音波プローブを継手接合部の周方向に回転させながら軸
方向に移動させる駆動装置と、前記超音波プローブに超
音波信号ケーブルを介して接続され、前記超音波プロー
ブより得られる受信情報と位置情報をもとに、検査結果
を表示するコンピュータとを備える。

【００１９】請求項６に対応する発明は、請求項５に対
応する発明のタービン発電機の水冷却ステータコイルク
リップの継手接合部の検査装置において、前記スキャナ
支持台の上部にスキャナ水浸部との間を通水管により接
続された接触媒質である水を収容したタンクを設置す
る。

【００２０】上記請求項５及び請求項６に対応する発明
の検査装置とすれば、継手接合部の健全性の確認が実際
の製品として使われるクリップの全数に実施することが
可能となり、継手接合部の品質検証の信頼性を向上させ
ることができ、またスキャナの被試験体へのセットが容
易にでき、また非接触・自動走査のため安定した探傷が
可能で、検査員の技量の影響を排除できるため信頼性の
高い検査結果が得られる。また、接触媒質である水の供
給の為の特別な装置が不要となり、また試験体全体を水
に浸す全水浸法に比べ使用する水の量を減らすことがで
き、試験後の水の除去が容易で、装置全体を小型化でき
る。さらに、様々な形状のクリップ継手、及びクリップ
が他の部品と組み立てられた状態でも検査が可能で、ま
た検査装置の持ち運びも容易になる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。

【００２２】図１は本発明によるステータコイルクリッ
プ継手ろう付け部の検査方法及び装置を説明するための
第１の実施の形態を示すシステム構成図で、図２は図１
の点線で囲まれた計測部を拡大して示す詳細図である。

【００２３】図１及び図２において、ステータコイルク
リップは主要部がクリップ本体１と継手２とから構成さ
れ、両者はろう付３にて接合されている。スキャナ４は
クリップ本体１と継手２の接合部上方に位置させてスキ
ャナ支持台６により支持され、継手２に形成されている
ネジ部５にネジ止めでセットされる。

【００２４】このスキャナ４には超音波の送受信を行う
超音波プローブ７及びこの超音波プローブ７を継手ろう
付部３の周方向に回転させながら軸方向に移動させる駆
動装置８が取り付けられる。

【００２５】また、スキャナ支持台６の上部に接触媒質
である水１２を収容したタンク１３が設置され、このタ
ンク１３とスキャナ水浸部１４との間を通水管１５によ
り接続している。

【００２６】さらに、超音波プローブ７には超音波を継
手ろう付け部３に垂直に入射させるための超音波反射体
１６が取り付けられる。

【００２７】従って、超音波プローブ７から出射した超
音波は、矢印１７のように超音波反射体１６により反射
されてろう付け部３に入射すると、この超音波はろう付
け部３に欠陥が有ればこの欠陥により反射し、矢印７を
逆向きに辿って超音波プローブ７に受信されることにな
る。

【００２８】一方、超音波プローブ７には超音波信号ケ
ーブルを介して信号を制御するためのパルサーレシーバ
９が、また駆動装置８には同じくスキャナコントローラ
１０がそれぞれ接続され、さらにこれらパルサーレシー
バ９及びスキャナコントローラ１０には、全システムを
制御すると共に、検査結果を表示するためのコンピュー
タ１１が接続される。

【００２９】次に上記のように構成された検査システム
の動作について説明する。

【００３０】図１に示すように各要素をセットした後に
タンク１３から通水管１５を通してスキャナ水浸部１４
に水を導き、スキャナ水浸部１４を水密状態にする。そ
して、駆動装置８により超音波プローブ７を継手の軸方
向及び円周方向に動かし、探傷の開始点（ろう付け部分
の一番上または一番下）まで移動させる。

【００３１】超音波プローブ７が探傷開始位置にセット
された後にプローブの自動走査をスタートさせる。自動
走査は超音波プローブ７を周方向に回動させながら、軸
方向に徐々に移動させる螺旋走査であり、送りのピッチ
を適切に選択することにより、ろう付部３の全範囲をも
れなく検査することができる。自動走査は超音波プロー
ブ７が検査終了位置に到達するまで行われる。

【００３２】自動走査中に超音波プローブ７から得られ
た超音波反射の情報及びプローブの位置情報はそれぞれ
パルサーレシーバ９及びスキャナコントローラ１０を介
してコンピュータ１１に入力される。

【００３３】コンピュータ１１ではこれらの情報に基づ
いて、図３に示すように欠陥からの超音波反射の様子を
検査部位を平面展開した画像の上に表示する。ろう付け
部に欠陥がある場合には、欠陥は図中の欠陥画像１７と
して表示される。

【００３４】このように本実施の形態によれば、ステー
タコイルクリップの継手ろう付部を非破壊で全数検査が
可能であり、これにより放射線透過試験による抜き取り
検査を用いる場合に比べてろう付け品質検証の信頼性を
向上させることができる。

【００３５】また、放射線のような危険物を使用しない
ことや、接触媒質供給のための特別な装置が不要なた
め、装置全体を小型・軽量化できる。

【００３６】これにより被検査体の大きさ・形状・状態
が変わってもそれに合わせて検査装置の設置が可能とな
る。このことは検査装置をろう付け装置と組み合わせる
ことを容易にし、不良品の発見や処置が直ちに可能とな
り、またろう付け作業者の技量の向上やろう付け条件の
最適化が効率的にできる。

【００３７】さらに、スキャナ４を被検査物に加工され
ているネジ部を利用してセットし、このネジ部を基準に
非接触で自動走査で検査を行うので、スキャナの位置及
び基準出しが容易であり、直接接触で手動走査する場合
に比べて安定した検査が可能となる。また、探傷結果も
画像で表示されるため、欠陥の有無の判別が容易で検査
員の技量や個人差による検査結果のばらつきも排除する
ことができる。

【００３８】図４は本発明によるステータコイルクリッ
プの継手ろう付け部の検査方法を説明するための第２の
実施の形態を示す構成図である。

【００３９】第２の実施の形態では、図４に示すように
既設発電機１９が定期点検等により停止して分解された
ときに、ステータコイル２１のクリップ継手ろう付部の
検査を第１の実施の形態と同様にして行うものである。

【００４０】本実施の形態によれば、製造時に発生する
ろう付部の欠陥だけでなく、機器の運転等に起因した経
年劣化による損傷や欠陥の発見も可能となる。また、こ
のような測定を一定の期間毎に実施してデータを蓄積す
ることにより、損傷の進行具合の把握や、更には余寿命
の評価が可能となる。

【００４１】図５は本発明によるステータコイルクリッ
プの継手ろう付け部の検査方法を説明するための第３の
実施の形態を示す構成図である。

【００４２】第３の実施の形態では、図５に示すように
クリップ本体と継手の接合がろう付け以外の例えばかし
め２０により接合されている場合に第１の実施の形態と
同様にして検査を実施するものである。

【００４３】本実施の形態によれば、クリップ本体と継
手の接合部がかしめや溶接などろう付け以外の方法によ
る場合でも接合部の健全性検証の検査が可能となる。

【００４４】

【発明の効果】以上述べたように本発明による検査方法
によれば、ステータコイルクリップの継手のろう付部の
健全性を検証するにあたり、放射線透過試験による抜き
取り検査の代わりに超音波探傷検査による全数検査を行
うことにより、ろう付け品質を高い信頼性で検証するこ
とが可能となる。また、検査のために余分に製品を作る
必要がなくなる。

【００４５】また、本発明による検査装置によれば、小
型軽量で可搬性に富むため、既設発電機のステータコイ
ルクリップの継手ろう付け部の検査にも適用でき、経年
劣化による損傷・欠陥の検出にも適用できる。

【００４６】さらに、クリップ本体と継手がろう付け以
外のかしめや溶接などの接合部の場合にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるステータコイルクリップの継手ろ
う付部の検査方法及び装置を説明するための第１の実施
の形態を示すシステム構成図。

【図２】図１の点線で囲まれた計測部を拡大して示す詳
細図。

【図３】同実施の形態において、継手ろう付部の欠陥か
らの超音波反射の様子を検査部位を平面展開した画像の
上に表示して示す図。

【図４】本発明によるステータコイルクリップの継手ろ
う付部の検査方法を説明するための第２の実施の形態を
示す構成図。

【図５】本発明によるステータコイルクリップの継手ろ
う付部の検査方法を説明するための第３の実施の形態を
示す構成図。

【図６】ステータコイルクリップの説明図

【符号の説明】 １…水冷却ステータコイルクリップ ２…継手 ３…ろう付部 ４…スキャナ ５…継手ネジ部 ６…スキャナ支持台 ７…超音波プローブ ８…駆動装置 ９…パルサーレシーバ １０…スキャナコントローラ １１…コンピュータ １２…接触媒質 １３…タンク １４…スキャナ水浸部 １５…通水管 １６…超音波反射体 １７…欠陥画像 １９…既設発電機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G047 AA07 AB07 AC06 BB05 BC07 BC11 EA11 EA15 GA19 GH06 5H611 AA05 BB02 PP02 QQ00 UA02 5H615 AA00 BB02 PP12 QQ00 SS16 SS57

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タービン発電機の水冷却ステータコイル
   クリップの継手接合部を検査するに際して、超音波プロ
   ーブを前記継手接合部の探傷開始位置にセットし、この
   位置から検査終了位置に達するまで前記超音波プローブ
   をスキャナにより前記継手接合部の周方向に回転させな
   がら軸方向に徐々に移動させ、その間前記超音波プロー
   ブから超音波を前記継手接合部に入射すると共に、欠陥
   部から反射される反射波を受信するとその情報と超音波
   プローブの位置情報をコンピュータに入力して前記継手
   接合部に存する欠陥とその位置を判定処理することを特
   徴とするタービン発電機の水冷却ステータコイルクリッ
   プの継手接合部の検査方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のタービン発電機の水冷却
   ステータコイルクリップの継手接合部の検査方法におい
   て、前記スキャナを前記ステータコイルクリップの継手
   に形成されているネジ部にセットし、このネジ部を基準
   に内側より水浸法によるスキャナ走査で探傷を行ない、
   そのときの継手接合状態を前記コンピュータにより画像
   処理して表示することを特徴とするタービン発電機の水
   冷却ステータコイルクリップの継手接合部の検査方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載のタービン発
   電機の水冷却ステータコイルクリップの継手接合部の検
   査方法において、超音波探傷検査に必要な接触媒質であ
   る水を重力を利用した方法で供給し、局部水浸法で探傷
   することを特徴とするタービン発電機の水冷却ステータ
   コイルクリップの継手接合部の検査方法。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２記載のタービン発
   電機の水冷却ステータコイルクリップの継手接合部の検
   査方法を用いて、既設発電機が定期点検等により停止し
   分解されたときに前記継手接合部を検査し、コンピュー
   タにより継手接合部の経年劣化を評価することを特徴と
   するタービン発電機の水冷却ステータコイルクリップの
   継手接合部の検査方法。
5. 【請求項５】 タービン発電機の水冷却ステータコイル
   クリップの継手接合部を跨ぐように配設された支持台
   と、この支持台に前記接合部上方に位置させて支持さ
   れ、前記継手にセットされたスキャナと、このスキャナ
   に取付けられ、超音波の送受信を行う超音波プローブ
   と、前記スキャナに設けられ前記超音波プローブを継手
   接合部の周方向に回転させながら軸方向に移動させる駆
   動装置と、前記超音波プローブに超音波信号ケーブルを
   介して接続され、前記超音波プローブより得られる受信
   情報と位置情報をもとに、検査結果を表示するコンピュ
   ータとを備えたことを特徴とするタービン発電機の水冷
   却ステータコイルクリップの継手接合部の検査装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載のタービン発電機の水冷却
   ステータコイルクリップの継手接合部の検査装置におい
   て、前記スキャナ支持台の上部にスキャナ水浸部との間
   を通水管により接続された接触媒質である水を収容した
   タンクを設置したことを特徴とするタービン発電機の水
   冷却ステータコイルクリップの継手接合部の検査装置。