JP2003098134A - タービン翼の被膜欠陥検査装置およびその方法 - Google Patents
タービン翼の被膜欠陥検査装置およびその方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】翼表面に被覆する被膜の欠陥を簡易にして精確
に検出できるタービン翼の被膜欠陥検査装置およびその
方法を提供する。 【解決手段】本発明は、タービン翼１を包囲する遮蔽体
８と、タービン翼１を加熱し、その加熱から発生する赤
外線を遮蔽体８を介して受波する被膜欠陥検査監視部１
４と、この被膜欠陥検査監視部１４からの信号を基にタ
ービン翼１に被覆する被膜５の温度分布を画像化する赤
外線温度計測装置１７とを備えた。
に検出できるタービン翼の被膜欠陥検査装置およびその
方法を提供する。 【解決手段】本発明は、タービン翼１を包囲する遮蔽体
８と、タービン翼１を加熱し、その加熱から発生する赤
外線を遮蔽体８を介して受波する被膜欠陥検査監視部１
４と、この被膜欠陥検査監視部１４からの信号を基にタ
ービン翼１に被覆する被膜５の温度分布を画像化する赤
外線温度計測装置１７とを備えた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は翼表面に遮熱性に優
れ、かつ耐酸化性に富む被膜を被覆したタービン翼の被
膜欠陥検査装置およびその方法に関する。
れ、かつ耐酸化性に富む被膜を被覆したタービン翼の被
膜欠陥検査装置およびその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近の火力発電プラント、例えばコンバ
インドサイクル発電プラントに適用するガスタービン
は、その入口燃焼ガス温度が高温化の一途を辿ってお
り、ひところの１１００℃から１３００℃を経て１５０
０℃以上で運転する計画が進められている。
インドサイクル発電プラントに適用するガスタービン
は、その入口燃焼ガス温度が高温化の一途を辿ってお
り、ひところの１１００℃から１３００℃を経て１５０
０℃以上で運転する計画が進められている。
【０００３】このように、高温化の一途を辿るガスター
ビンは、タービン翼内に空気や蒸気を流して冷却させる
一方、翼表面に遮熱性に優れ、かつ耐酸化性に富む被膜
層を形成し、タービン翼の強度保証に努めている。
ビンは、タービン翼内に空気や蒸気を流して冷却させる
一方、翼表面に遮熱性に優れ、かつ耐酸化性に富む被膜
層を形成し、タービン翼の強度保証に努めている。
【０００４】タービン翼に形成した被覆層は、駆動ガス
の偏流、温度変化、圧力変化や起動・停止の繰返しなど
の運転環境により経年的に劣化、損傷、剥離などの欠陥
が生じる場合がある。これら欠陥を検査し、評価するこ
とがタービン翼の安定運転にとって極めて重要である。
の偏流、温度変化、圧力変化や起動・停止の繰返しなど
の運転環境により経年的に劣化、損傷、剥離などの欠陥
が生じる場合がある。これら欠陥を検査し、評価するこ
とがタービン翼の安定運転にとって極めて重要である。
【０００５】タービン翼の被膜を検査するには幾つかの
手法がある。その手法の一つとして拡大鏡を用いる目視
検査である。
手法がある。その手法の一つとして拡大鏡を用いる目視
検査である。
【０００６】この手法は、被膜が脱落した位置と脱落し
ていない位置との表面状態の差を、直接目視により観察
して記録を採ったり、あるいはＣＣＤカメラなどを用い
てビデオに撮影したりする手法である。
ていない位置との表面状態の差を、直接目視により観察
して記録を採ったり、あるいはＣＣＤカメラなどを用い
てビデオに撮影したりする手法である。
【０００７】また被膜と垂直に発生したき裂を検査する
には、浸透探傷方法がある。この手法は、浸透液をター
ビン翼表面に塗布して、表面を布などで拭いた後、現像
液をタービン翼表面に塗布する手法である。き裂が存在
する位置では、表面を拭いた後も浸透液が残存するた
め、現像液と反応し、き裂が観察できる。この観察結果
を目視して記録したり、ＣＣＤカメラなどを用いてビデ
オに撮影したりして、き裂検査を行う。
には、浸透探傷方法がある。この手法は、浸透液をター
ビン翼表面に塗布して、表面を布などで拭いた後、現像
液をタービン翼表面に塗布する手法である。き裂が存在
する位置では、表面を拭いた後も浸透液が残存するた
め、現像液と反応し、き裂が観察できる。この観察結果
を目視して記録したり、ＣＣＤカメラなどを用いてビデ
オに撮影したりして、き裂検査を行う。
【０００８】最近、被膜の剥離を検査する手法として
は、赤外線カメラが用いられることが提案されている
（特開平１１−１６６９１０号公報）。この手法は以下
に示す原理に基づいている。
は、赤外線カメラが用いられることが提案されている
（特開平１１−１６６９１０号公報）。この手法は以下
に示す原理に基づいている。
【０００９】被膜の翼表面側に剥離が発生すると、剥離
の部分には空気層ができる。このとき、被膜の外側から
加熱器で加熱すると、熱が空間部分に伝わる。しかし、
空気への熱の伝達率は、金属材料に比べて低いので、空
間部分への熱の伝達が遅い。つまり空間部分があると、
健全な部分に比べて被膜表面の温度が高くなる。
の部分には空気層ができる。このとき、被膜の外側から
加熱器で加熱すると、熱が空間部分に伝わる。しかし、
空気への熱の伝達率は、金属材料に比べて低いので、空
間部分への熱の伝達が遅い。つまり空間部分があると、
健全な部分に比べて被膜表面の温度が高くなる。
【００１０】このように赤外線カメラを用いた被膜の剥
離検査方法では、温度の高低を検出し、被膜の剥離有無
を評価していた。
離検査方法では、温度の高低を検出し、被膜の剥離有無
を評価していた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来から行われている
タービン翼に被覆した被膜を検査する手法は、簡易、簡
便性の点で優れているものの、それでも幾つかの問題点
が含まれている。
タービン翼に被覆した被膜を検査する手法は、簡易、簡
便性の点で優れているものの、それでも幾つかの問題点
が含まれている。
【００１２】まず、目視検査では、被膜が翼表面から剥
離しない限り検出することができない。被膜が翼表面か
ら剥離すると、翼の遮熱性、耐酸化性が失われるので、
タービン翼の安定運転を考えると、被膜の剥離の前兆を
知ることが大切であるが、この点、目視検査では無理で
ある。
離しない限り検出することができない。被膜が翼表面か
ら剥離すると、翼の遮熱性、耐酸化性が失われるので、
タービン翼の安定運転を考えると、被膜の剥離の前兆を
知ることが大切であるが、この点、目視検査では無理で
ある。
【００１３】また、被膜内に発生したき裂を検査する浸
透探傷法は、被膜表面に開口した表面き裂は検出できる
が、最も重要な問題である被膜剥離の前兆を検出するこ
とができない。
透探傷法は、被膜表面に開口した表面き裂は検出できる
が、最も重要な問題である被膜剥離の前兆を検出するこ
とができない。
【００１４】一方、特開平１１−１６６９１０号公報に
記載されているような赤外線カメラを用いた検査装置
は、被膜剥離を検出可能である。しかもタービン翼など
の複雑な形状の検査対象材の検査もできる。しかし、タ
ービン翼がタービン軸に植設され、植設されたタービン
軸からタービン翼を取り出し、また植設することを考え
ると、超重量物であるが故に長い時間に亘って多くの人
手を要する等の問題がある。
記載されているような赤外線カメラを用いた検査装置
は、被膜剥離を検出可能である。しかもタービン翼など
の複雑な形状の検査対象材の検査もできる。しかし、タ
ービン翼がタービン軸に植設され、植設されたタービン
軸からタービン翼を取り出し、また植設することを考え
ると、超重量物であるが故に長い時間に亘って多くの人
手を要する等の問題がある。
【００１５】本発明は、このような事情に基づいてなさ
れたもので、翼表面に被覆した被膜の欠陥を簡易にして
精確に検出できるタービン翼の被膜欠陥検査装置および
その方法を提供することを目的とする。
れたもので、翼表面に被覆した被膜の欠陥を簡易にして
精確に検出できるタービン翼の被膜欠陥検査装置および
その方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明に係るタービン翼
の被膜欠陥検査装置は、請求項１に記載したように、タ
ービン軸に植設したままの状態のタービン翼を包囲する
遮蔽体と、前記タービン翼に対し、架台に回転自在に支
持された回転用テーブルに載置され、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸
の各軸上を進退移動が可能であり、かつ傾動が可能な被
膜欠陥検査監視部と、この被膜欠陥検査監視部の進退、
傾動移動を制御するコントローラと、この被膜欠陥検査
監視部からの信号に基づいて被膜の温度分布を画像化す
る赤外線映像信号処理部とを備えたものである。
の被膜欠陥検査装置は、請求項１に記載したように、タ
ービン軸に植設したままの状態のタービン翼を包囲する
遮蔽体と、前記タービン翼に対し、架台に回転自在に支
持された回転用テーブルに載置され、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸
の各軸上を進退移動が可能であり、かつ傾動が可能な被
膜欠陥検査監視部と、この被膜欠陥検査監視部の進退、
傾動移動を制御するコントローラと、この被膜欠陥検査
監視部からの信号に基づいて被膜の温度分布を画像化す
る赤外線映像信号処理部とを備えたものである。
【００１７】また、本発明に係るタービン翼の被膜欠陥
検査装置は、請求項２に記載したように、遮蔽体は、そ
の開口部をタービン翼の後縁側に形成するものである。
検査装置は、請求項２に記載したように、遮蔽体は、そ
の開口部をタービン翼の後縁側に形成するものである。
【００１８】また、本発明に係るタービン翼の被膜欠陥
検査装置は、請求項３に記載したように、遮蔽体は、そ
の開口部をタービン翼の前縁側に形成するものである。
検査装置は、請求項３に記載したように、遮蔽体は、そ
の開口部をタービン翼の前縁側に形成するものである。
【００１９】また、本発明に係るタービン翼の被膜欠陥
検査装置は、請求項４に記載したように、遮蔽体は、タ
ービン翼の腹側と背側とのそれぞれに設置するものであ
る。
検査装置は、請求項４に記載したように、遮蔽体は、タ
ービン翼の腹側と背側とのそれぞれに設置するものであ
る。
【００２０】また、本発明に係るタービン翼の被膜欠陥
検査装置は、請求項５に記載したように、遮蔽体は、複
数の反射板で形成し、各反射板間に回転自在に支持する
接続部を備えたものである。
検査装置は、請求項５に記載したように、遮蔽体は、複
数の反射板で形成し、各反射板間に回転自在に支持する
接続部を備えたものである。
【００２１】また、本発明に係るタービン翼の被膜欠陥
検査装置は、請求項６に記載したように、遮蔽体は、タ
ービン翼から放射され、被膜欠陥検査監視部の赤外線カ
メラに入射する赤外線が前記タービン翼から放射される
方向と、前記タービン翼の翼面とのなす角度を２０°〜
９０°の範囲内に設置するものである。
検査装置は、請求項６に記載したように、遮蔽体は、タ
ービン翼から放射され、被膜欠陥検査監視部の赤外線カ
メラに入射する赤外線が前記タービン翼から放射される
方向と、前記タービン翼の翼面とのなす角度を２０°〜
９０°の範囲内に設置するものである。
【００２２】また、本発明に係るタービン翼の被膜欠陥
検査方法は、請求項７に記載したように、タービン軸に
植設したままの状態のタービン翼を遮蔽体で包囲し、前
記タービン翼の前縁および後縁のうち、少なくともいず
れか一方の側に皮膜欠陥検査監視部を設置し、この被膜
欠陥検査監視部の加熱源で前記タービン翼に被覆する被
膜を加熱し、この被膜から発生する赤外線を前記遮蔽体
を介して前記被膜欠陥検査監視部の赤外線カメラで受波
し、受波した赤外線に基づいて前記被膜の温度分布を画
像化し、前記被膜の欠陥の有無を監視・検査する方法で
ある。
検査方法は、請求項７に記載したように、タービン軸に
植設したままの状態のタービン翼を遮蔽体で包囲し、前
記タービン翼の前縁および後縁のうち、少なくともいず
れか一方の側に皮膜欠陥検査監視部を設置し、この被膜
欠陥検査監視部の加熱源で前記タービン翼に被覆する被
膜を加熱し、この被膜から発生する赤外線を前記遮蔽体
を介して前記被膜欠陥検査監視部の赤外線カメラで受波
し、受波した赤外線に基づいて前記被膜の温度分布を画
像化し、前記被膜の欠陥の有無を監視・検査する方法で
ある。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るタービン翼の
被膜欠陥検査装置およびその方法を図面および図面に付
した符号を引用して説明する。
被膜欠陥検査装置およびその方法を図面および図面に付
した符号を引用して説明する。
【００２４】図１は、本発明の第１実施形態を示す概念
図である。
図である。
【００２５】本実施形態において、検査対象としてのタ
ービン翼１は、タービン軸２の周方向に沿って列状に植
設されている。
ービン翼１は、タービン軸２の周方向に沿って列状に植
設されている。
【００２６】また、タービン翼１は、翼表面の腹側（凹
面側）３および背側（凸面側）４の全域に亘って被膜５
が被覆されている。なお、本実施形態は、検査対象とし
てのタービン翼１をタービン軸２に植設したまま、加熱
源６ａ，６ｂをタービン翼１の前縁７側に向って照射
し、被膜５の欠陥の有無を検査するものである。
面側）３および背側（凸面側）４の全域に亘って被膜５
が被覆されている。なお、本実施形態は、検査対象とし
てのタービン翼１をタービン軸２に植設したまま、加熱
源６ａ，６ｂをタービン翼１の前縁７側に向って照射
し、被膜５の欠陥の有無を検査するものである。
【００２７】また、タービン翼１の周囲には、遮蔽体８
が設けられている。この遮蔽体８は、袋状に形成してタ
ービン翼１を包囲するもので、タービン翼１から被膜欠
陥検査監視部１４の赤外線カメラ１８に向って赤外線Ｌ
Ｂを効果的に反射させ、コントローラ１５と赤外線映像
信号処理部１６とを組み合わせた赤外線温度計測装置１
７で被膜５の欠陥の有無を検査させるようになってい
る。
が設けられている。この遮蔽体８は、袋状に形成してタ
ービン翼１を包囲するもので、タービン翼１から被膜欠
陥検査監視部１４の赤外線カメラ１８に向って赤外線Ｌ
Ｂを効果的に反射させ、コントローラ１５と赤外線映像
信号処理部１６とを組み合わせた赤外線温度計測装置１
７で被膜５の欠陥の有無を検査させるようになってい
る。
【００２８】このように、タービン翼１を包囲形成する
遮蔽体８は、図２に示すように、複数の板状の反射板１
０ａ，１０ｂ，…，１０ｇを接続部１１ａ，１１ｂ，
…，１１ｈで接続させ、自在に形状を変化させることが
できる構成になっている。本実施形態で示す遮蔽体８
は、７枚の反射板１０ａ，１０ｂ，…，１０ｇを、８個
の接続部１１ａ，１１ｂ，…，１１ｈで接続させている
が、この数は自由に変えることができ、目的に応じてそ
の数が選択される。また、横長さを変えた反射板１０
ａ，１０ｂ，…，１０ｇを用いることにより、あらゆる
形状の遮蔽体８を構成することができる。また、接続部
１１ａ，１１ｂ，…，１１ｈは、ヒンジが用いられる。
遮蔽体８は、図２に示すように、複数の板状の反射板１
０ａ，１０ｂ，…，１０ｇを接続部１１ａ，１１ｂ，
…，１１ｈで接続させ、自在に形状を変化させることが
できる構成になっている。本実施形態で示す遮蔽体８
は、７枚の反射板１０ａ，１０ｂ，…，１０ｇを、８個
の接続部１１ａ，１１ｂ，…，１１ｈで接続させている
が、この数は自由に変えることができ、目的に応じてそ
の数が選択される。また、横長さを変えた反射板１０
ａ，１０ｂ，…，１０ｇを用いることにより、あらゆる
形状の遮蔽体８を構成することができる。また、接続部
１１ａ，１１ｂ，…，１１ｈは、ヒンジが用いられる。
【００２９】また、遮蔽体８は、反射板１０ａ，１０
ｂ，…，１０ｇの内面（タービン翼１側の面）をアルミ
ニウム合金で形成している。これは、タービン翼１から
の赤外線ＬＢの反射を効果的に行わせるために用いたも
のであるが、これに限らず、ガラスやこれに相当するも
のでもよい。
ｂ，…，１０ｇの内面（タービン翼１側の面）をアルミ
ニウム合金で形成している。これは、タービン翼１から
の赤外線ＬＢの反射を効果的に行わせるために用いたも
のであるが、これに限らず、ガラスやこれに相当するも
のでもよい。
【００３０】一方、タービン翼１に被覆した被膜５の欠
陥の有無を検査する検査装置は、図３に示すように、架
台１２に回転自在に支持された回転用テーブル１３に載
設し、Ｘ軸上、Ｙ軸上、Ｚ軸上を自在に移動し、かつ傾
動移動ができる被膜欠陥検査監視部１４と、この被膜欠
陥検査監視部１４の進退、傾動移動を制御するコントロ
ーラ１５と被膜欠陥検査監視部１４からの信号に基づい
て被膜５の温度分布を画像化する赤外線映像信号処理部
１６とを組み合わせた赤外線温度計測装置１７を備える
構成になっている。
陥の有無を検査する検査装置は、図３に示すように、架
台１２に回転自在に支持された回転用テーブル１３に載
設し、Ｘ軸上、Ｙ軸上、Ｚ軸上を自在に移動し、かつ傾
動移動ができる被膜欠陥検査監視部１４と、この被膜欠
陥検査監視部１４の進退、傾動移動を制御するコントロ
ーラ１５と被膜欠陥検査監視部１４からの信号に基づい
て被膜５の温度分布を画像化する赤外線映像信号処理部
１６とを組み合わせた赤外線温度計測装置１７を備える
構成になっている。
【００３１】被膜欠陥検査監視部１４は、赤外線カメラ
１８、距離計測センサ１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ
および加熱源６ａ，６ｂを備えている。赤外線カメラ１
８は、遮蔽体８から反射された赤外線ＬＢを捉え、捉え
た赤外線ＬＢを赤外線映像信号処理部１６に送るように
なっている。そして、赤外線映像信号処理部１６は、送
られてきた赤外線ＬＢの情報に基づいてタービン翼１の
被膜５の温度分布を計測して静止画像または動画像を表
示する。
１８、距離計測センサ１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ
および加熱源６ａ，６ｂを備えている。赤外線カメラ１
８は、遮蔽体８から反射された赤外線ＬＢを捉え、捉え
た赤外線ＬＢを赤外線映像信号処理部１６に送るように
なっている。そして、赤外線映像信号処理部１６は、送
られてきた赤外線ＬＢの情報に基づいてタービン翼１の
被膜５の温度分布を計測して静止画像または動画像を表
示する。
【００３２】また、距離計測センサ１９ａ，１９ｂ，１
９ｃ，１９ｄは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれに向って
進退移動する被膜欠陥検査監視部１４に複数個で、かつ
赤外線カメラ１８に隣接した位置に配置し、赤外線カメ
ラ１８とタービン翼１との距離を測定するようになって
いる。
９ｃ，１９ｄは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれに向って
進退移動する被膜欠陥検査監視部１４に複数個で、かつ
赤外線カメラ１８に隣接した位置に配置し、赤外線カメ
ラ１８とタービン翼１との距離を測定するようになって
いる。
【００３３】また、加熱源６ａ，６ｂは、ハロゲンラン
プで構成され、タービン翼１の被膜５を加熱する。本実
施形態で示す加熱源６ａ，６ｂは球形であるが、ドーナ
ツ形状等でもよく、またタービン翼１の方向に向って少
なくとも一つ以上あればよい。また、加熱源６ａ，６ｂ
は取扱いのし易さから、ハロゲンランプが用いられてい
るが、フラッシュランプ、電球、キセノンランプ、ドラ
イヤー、ヒートガンなど、熱を発生させるものであれば
いずれでもよい。
プで構成され、タービン翼１の被膜５を加熱する。本実
施形態で示す加熱源６ａ，６ｂは球形であるが、ドーナ
ツ形状等でもよく、またタービン翼１の方向に向って少
なくとも一つ以上あればよい。また、加熱源６ａ，６ｂ
は取扱いのし易さから、ハロゲンランプが用いられてい
るが、フラッシュランプ、電球、キセノンランプ、ドラ
イヤー、ヒートガンなど、熱を発生させるものであれば
いずれでもよい。
【００３４】また、架台１２に回転自在に支持される回
転用テーブル１３には、Ｘ軸方向用の移動レール２０、
Ｙ軸方向用の移動レール２１、Ｚ軸方向用の移動レール
２２を備えるとともに、傾動自在に移動できる傾斜用テ
ーブル２３を備え、被膜欠陥検査監視部１４を自在に、
かつ微調整に進退・傾動させることができる構成になっ
ている。
転用テーブル１３には、Ｘ軸方向用の移動レール２０、
Ｙ軸方向用の移動レール２１、Ｚ軸方向用の移動レール
２２を備えるとともに、傾動自在に移動できる傾斜用テ
ーブル２３を備え、被膜欠陥検査監視部１４を自在に、
かつ微調整に進退・傾動させることができる構成になっ
ている。
【００３５】一方、コントローラ１５は、距離計測セン
サ１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄで計測したタービン
翼１と赤外線カメラ１８との距離の情報に基づいてＸ，
Ｙ，Ｚ各軸の移動レール２０，２１，２２、回転用テー
ブル１３、傾斜用テーブル２３の移動を制御し、赤外線
カメラ１８の位置と角度とを予め定めておいた位置に移
動させるようになっている。
サ１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄで計測したタービン
翼１と赤外線カメラ１８との距離の情報に基づいてＸ，
Ｙ，Ｚ各軸の移動レール２０，２１，２２、回転用テー
ブル１３、傾斜用テーブル２３の移動を制御し、赤外線
カメラ１８の位置と角度とを予め定めておいた位置に移
動させるようになっている。
【００３６】次に、本実施形態に係る検査方法を説明す
る。
る。
【００３７】本実施形態は、まず、タービン軸２に植設
したタービン翼１を袋状の遮蔽体８で包囲形成した後、
架台１２をタービン翼１に予め定めた位置にセットして
から被膜５の欠陥の有無を監視・検査する。
したタービン翼１を袋状の遮蔽体８で包囲形成した後、
架台１２をタービン翼１に予め定めた位置にセットして
から被膜５の欠陥の有無を監視・検査する。
【００３８】架台１２がタービン翼１に予め定められた
位置にセットされると、コントローラ１５は被膜欠陥検
査監視部１４に位置合わせを指示する。このとき、コン
トローラ１５は、距離計測センサ１９ａ，１９ｂ，１９
ｃ，１９ｄから得られる赤外線カメラ１８とタービン翼
１との距離の情報を基に、傾斜用テーブル２３、Ｘ軸方
向用の移動レール２０、Ｙ軸方向用の移動レール２１、
Ｚ軸方向用の移動レール２２、回転用テーブル１３のそ
れぞれと、被膜欠陥検査監視部１４とを駆動調整すると
ともに、赤外線カメラ１８の位置あるいは被膜欠陥検査
監視部１４の傾き位置を微調整する。その際、タービン
翼１から放射され、遮蔽体８で反射し、赤外線カメラ１
８に入射する赤外線ＬＢを考えたとき、図１に示すよう
に、タービン翼１から放射される赤外線ＬＢの方向と、
タービン翼１の翼面とのなす角度θを２０°〜９０°の
範囲内にすれば、精度の高い検査ができる。つまり、タ
ービン翼１の全周に亘って上述の角度θ＝２０°〜９０
°を満たすよう遮蔽体８をセットすれば、一画面で全周
の被膜検査ができる。
位置にセットされると、コントローラ１５は被膜欠陥検
査監視部１４に位置合わせを指示する。このとき、コン
トローラ１５は、距離計測センサ１９ａ，１９ｂ，１９
ｃ，１９ｄから得られる赤外線カメラ１８とタービン翼
１との距離の情報を基に、傾斜用テーブル２３、Ｘ軸方
向用の移動レール２０、Ｙ軸方向用の移動レール２１、
Ｚ軸方向用の移動レール２２、回転用テーブル１３のそ
れぞれと、被膜欠陥検査監視部１４とを駆動調整すると
ともに、赤外線カメラ１８の位置あるいは被膜欠陥検査
監視部１４の傾き位置を微調整する。その際、タービン
翼１から放射され、遮蔽体８で反射し、赤外線カメラ１
８に入射する赤外線ＬＢを考えたとき、図１に示すよう
に、タービン翼１から放射される赤外線ＬＢの方向と、
タービン翼１の翼面とのなす角度θを２０°〜９０°の
範囲内にすれば、精度の高い検査ができる。つまり、タ
ービン翼１の全周に亘って上述の角度θ＝２０°〜９０
°を満たすよう遮蔽体８をセットすれば、一画面で全周
の被膜検査ができる。
【００３９】赤外線カメラ１８がタービン翼１に対し適
正位置にセットされると、コントローラ１５は加熱源６
ａ，６ｂを作動させる。このとき、加熱源６ａ，６ｂか
らの熱は、直接、タービン翼１の被膜５に伝達するか、
あるいは遮蔽体８で反射してタービン翼１の被膜５に伝
達し、被膜５の温度を上昇させる。赤外線カメラ１８
は、タービン翼１等からの赤外線を捉え、赤外線映像信
号処理部１６に被膜５の温度情報を伝達する。
正位置にセットされると、コントローラ１５は加熱源６
ａ，６ｂを作動させる。このとき、加熱源６ａ，６ｂか
らの熱は、直接、タービン翼１の被膜５に伝達するか、
あるいは遮蔽体８で反射してタービン翼１の被膜５に伝
達し、被膜５の温度を上昇させる。赤外線カメラ１８
は、タービン翼１等からの赤外線を捉え、赤外線映像信
号処理部１６に被膜５の温度情報を伝達する。
【００４０】赤外線映像信号処理部１６は、赤外線カメ
ラ１８からの情報に基づき、タービン翼１の被膜５の全
周表面温度分布として演算処理する。そして、演算処理
した温度分布を静止画像または動画像として表示し、表
面温度が高い部分を剥離位置として同定する。表面温度
の高い部分が表れると、予め計測した赤外線カメラ１８
に映るタービン翼１の投影面積を基に、被膜５の剥離の
大きさを演算し、その結果を記録、あるいは必要に応じ
てプリントアウトする。
ラ１８からの情報に基づき、タービン翼１の被膜５の全
周表面温度分布として演算処理する。そして、演算処理
した温度分布を静止画像または動画像として表示し、表
面温度が高い部分を剥離位置として同定する。表面温度
の高い部分が表れると、予め計測した赤外線カメラ１８
に映るタービン翼１の投影面積を基に、被膜５の剥離の
大きさを演算し、その結果を記録、あるいは必要に応じ
てプリントアウトする。
【００４１】上述の手順を用いてタービン翼１の被膜剥
離の監視検査が終了すると、タービン軸２を回転させ、
次々に隣りのタービン翼１を、順次連続して監視・検査
し、タービン翼列全体の被膜５の剥離の有無を監視・検
査する。
離の監視検査が終了すると、タービン軸２を回転させ、
次々に隣りのタービン翼１を、順次連続して監視・検査
し、タービン翼列全体の被膜５の剥離の有無を監視・検
査する。
【００４２】このように、本実施形態は、タービン軸２
に植設するタービン翼１に対し、遮蔽体８をタービン翼
１の周りの適正位置に配置し、加熱源６ａ，６ｂからの
熱でタービン翼１の被膜５を加熱し、赤外線カメラ１８
でタービン翼１等からの赤外線ＬＢを捉え、タービン翼
１の被膜５の全周表面温度分布を赤外線映像信号処理部
１６で演算処理し、タービン翼１の被膜５の剥離を監視
・検査するので、タービン翼１の被膜５の安定付着の
下、タービンに安定運転を行わせることができる。
に植設するタービン翼１に対し、遮蔽体８をタービン翼
１の周りの適正位置に配置し、加熱源６ａ，６ｂからの
熱でタービン翼１の被膜５を加熱し、赤外線カメラ１８
でタービン翼１等からの赤外線ＬＢを捉え、タービン翼
１の被膜５の全周表面温度分布を赤外線映像信号処理部
１６で演算処理し、タービン翼１の被膜５の剥離を監視
・検査するので、タービン翼１の被膜５の安定付着の
下、タービンに安定運転を行わせることができる。
【００４３】図４は、本発明の第２実施形態を示す概念
図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一部分に
は同一符号を付す。
図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一部分に
は同一符号を付す。
【００４４】本実施形態は、タービン軸２の周方向に向
って列状に植設するタービン翼１の周囲を包囲する袋状
の遮蔽体８を、その開口部２４がタービン翼１の後縁２
５側に位置するように設置したものである。
って列状に植設するタービン翼１の周囲を包囲する袋状
の遮蔽体８を、その開口部２４がタービン翼１の後縁２
５側に位置するように設置したものである。
【００４５】この遮蔽体８は、図１に示す第１実施形態
と同様に、複数の反射板１０ａ，１０ｂ，…と接続部１
１ａ，１１ｂ，…で構成しており、タービン翼１から放
射される赤外線ＬＢを効率よく被膜欠陥検査監視部１４
の赤外線カメラ１８に入射させるように配置している。
なお、他の構成部分は、第１実施形態の構成部分と同一
なので、重複説明を省略する。
と同様に、複数の反射板１０ａ，１０ｂ，…と接続部１
１ａ，１１ｂ，…で構成しており、タービン翼１から放
射される赤外線ＬＢを効率よく被膜欠陥検査監視部１４
の赤外線カメラ１８に入射させるように配置している。
なお、他の構成部分は、第１実施形態の構成部分と同一
なので、重複説明を省略する。
【００４６】このように、本実施形態は、タービン軸２
の周方向に向って列状に植設するタービン翼１の周囲を
包囲する袋状の遮蔽体８を、その開口部２４がタービン
翼１の後縁２５側に位置するように設置するので、ター
ビン翼１の前縁７側に、例えば障害物があり、被膜５の
監視・検査に支障を来す場合に有効である。
の周方向に向って列状に植設するタービン翼１の周囲を
包囲する袋状の遮蔽体８を、その開口部２４がタービン
翼１の後縁２５側に位置するように設置するので、ター
ビン翼１の前縁７側に、例えば障害物があり、被膜５の
監視・検査に支障を来す場合に有効である。
【００４７】図５は、本発明の第３実施形態を示す概念
図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一部分に
は同一符号を付して重複説明を省略する。
図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一部分に
は同一符号を付して重複説明を省略する。
【００４８】本実施形態は、タービン軸２の周方向に向
って列状に植設するタービン翼１の腹側（凹面側）３と
背側（凸面側）４とのそれぞれに、遮蔽体８，８を組に
して設置するとともに、タービン翼１の前縁７側と後縁
２５側とのそれぞれに、第１実施形態と同様に、赤外線
カメラ１８，１８を備える被膜欠陥検査監視部１４と、
コントローラ１５および赤外線映像信号処理部１６を備
える赤外線温度計測装置１７，１７とを組にして設置し
たものである。
って列状に植設するタービン翼１の腹側（凹面側）３と
背側（凸面側）４とのそれぞれに、遮蔽体８，８を組に
して設置するとともに、タービン翼１の前縁７側と後縁
２５側とのそれぞれに、第１実施形態と同様に、赤外線
カメラ１８，１８を備える被膜欠陥検査監視部１４と、
コントローラ１５および赤外線映像信号処理部１６を備
える赤外線温度計測装置１７，１７とを組にして設置し
たものである。
【００４９】このような構成において、本実施形態は、
第１実施形態と同様に、まず、タービン軸２の周方向に
向って列状に植設するタービン翼１の腹側３および背側
４のそれぞれに遮蔽体８，８を設置する。
第１実施形態と同様に、まず、タービン軸２の周方向に
向って列状に植設するタービン翼１の腹側３および背側
４のそれぞれに遮蔽体８，８を設置する。
【００５０】このとき、タービン翼１から放射され、遮
蔽体８，８を介して赤外線カメラ１８，１８に入射する
赤外線ＬＢを考えたとき、タービン翼１から放射される
赤外線ＬＢの方向と、タービン翼１の翼面とのなす角度
θを、θ＝２０°〜９０°の範囲内に設定すれば精度の
高い検査ができる。つまり、タービン翼１の全周に亘っ
て上述の角度θを、θ＝２０°〜９０°の範囲内に満た
すように遮蔽体８，８をセットする。
蔽体８，８を介して赤外線カメラ１８，１８に入射する
赤外線ＬＢを考えたとき、タービン翼１から放射される
赤外線ＬＢの方向と、タービン翼１の翼面とのなす角度
θを、θ＝２０°〜９０°の範囲内に設定すれば精度の
高い検査ができる。つまり、タービン翼１の全周に亘っ
て上述の角度θを、θ＝２０°〜９０°の範囲内に満た
すように遮蔽体８，８をセットする。
【００５１】次に、被膜欠陥検査監視部１４の赤外線カ
メラ１８，１８および加熱源６ａ，６ａ，６ｂ，６ｂ
を、タービン翼１の前縁７側および後縁２５側のそれぞ
れの位置に２組設置する。この場合、１組の赤外線カメ
ラ１８および加熱源６ａ，６ｂを用いて、検査を２回に
分け、第１回目をタービン翼１の前縁７側から監視・検
査し、第２回目をタービン翼１の後縁２５側から監視・
検査してもよい。
メラ１８，１８および加熱源６ａ，６ａ，６ｂ，６ｂ
を、タービン翼１の前縁７側および後縁２５側のそれぞ
れの位置に２組設置する。この場合、１組の赤外線カメ
ラ１８および加熱源６ａ，６ｂを用いて、検査を２回に
分け、第１回目をタービン翼１の前縁７側から監視・検
査し、第２回目をタービン翼１の後縁２５側から監視・
検査してもよい。
【００５２】その後、第１実施形態と同様の手順で、加
熱源６ａ，６ｂでタービン翼１を加熱させ、赤外線カメ
ラ１８，１８を通じて赤外線温度計測装置１７によりタ
ービン翼１の翼表面温度分布を計測、演算すれば、被膜
５の剥離を精確に検出することができる。
熱源６ａ，６ｂでタービン翼１を加熱させ、赤外線カメ
ラ１８，１８を通じて赤外線温度計測装置１７によりタ
ービン翼１の翼表面温度分布を計測、演算すれば、被膜
５の剥離を精確に検出することができる。
【００５３】このように、本実施形態は、タービン翼１
の腹側３および背側４のそれぞれに遮蔽体８，８を設置
するとともに、タービン翼１の前縁７および後縁２５の
それぞれに赤外線温度計測装置１７，１７を組にして設
置し、タービン翼１の被膜５の欠陥の有無を監視・検査
するので、より一層、精確に被膜５の剥離の有無を検査
することができる。
の腹側３および背側４のそれぞれに遮蔽体８，８を設置
するとともに、タービン翼１の前縁７および後縁２５の
それぞれに赤外線温度計測装置１７，１７を組にして設
置し、タービン翼１の被膜５の欠陥の有無を監視・検査
するので、より一層、精確に被膜５の剥離の有無を検査
することができる。
【００５４】なお、本実施形態は、赤外線カメラ１８に
数多くの距離計測センサ１９ａ，１９ｂ，…を設けてい
るが、距離計測センサ１９ａ，１９ｂ，…を数多く設け
ることにより、赤外線照射方向、反射波の入射方向を同
定することができる。したがって、照射方向等を同定さ
せる場合、照射方向等の角度（Ｘ−Ｙ軸方向、Ｙ−Ｚ軸
方向等）を検出するセンサを設けなくとも距離計測セン
サ１９ａ，１９ｂ，…だけでも実施可能である。
数多くの距離計測センサ１９ａ，１９ｂ，…を設けてい
るが、距離計測センサ１９ａ，１９ｂ，…を数多く設け
ることにより、赤外線照射方向、反射波の入射方向を同
定することができる。したがって、照射方向等を同定さ
せる場合、照射方向等の角度（Ｘ−Ｙ軸方向、Ｙ−Ｚ軸
方向等）を検出するセンサを設けなくとも距離計測セン
サ１９ａ，１９ｂ，…だけでも実施可能である。
【００５５】
【発明の効果】以上の説明のとおり、本発明に係るター
ビン翼の被膜欠陥検査装置およびその方法は、タービン
軸に植設したままの状態のタービン翼に対して、遮蔽体
を用いてタービン翼の前縁側および後縁側のうち少なく
ともいずれか一方からタービン翼の被膜を監視・検査す
るので、より一層精確にタービン翼の被膜の剥離を監視
・検査することができる。
ビン翼の被膜欠陥検査装置およびその方法は、タービン
軸に植設したままの状態のタービン翼に対して、遮蔽体
を用いてタービン翼の前縁側および後縁側のうち少なく
ともいずれか一方からタービン翼の被膜を監視・検査す
るので、より一層精確にタービン翼の被膜の剥離を監視
・検査することができる。
【図１】本発明の第１実施形態を示す概念図。
【図２】本発明の第１実施形態に適用する遮蔽体を示す
概念図。
概念図。
【図３】本発明の第１実施形態に適用する被膜欠陥検査
監視部を示す概念図。
監視部を示す概念図。
【図４】本発明の第２実施形態を示す概念図。
【図５】本発明の第３実施形態を示す概念図。
１…タービン翼、２…タービン軸、３…腹側、４…背
側、５…被膜、６ａ，６ｂ…加熱源、７…前縁、８…遮
蔽体、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０
ｆ，１０ｇ…反射板、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１
ｄ，１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈ…接続部、１２…
架台、１３…回転テーブル、１４…被膜欠陥検査監視
部、１５…コントローラ、１６…赤外線映像信号処理
部、１７…赤外線温度計測装置、１８…赤外線カメラ、
１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ…距離計測センサ、２
０，２１，２２…移動レール、２３…傾動用テーブル、
２４…開口部、２５…後縁。
側、５…被膜、６ａ，６ｂ…加熱源、７…前縁、８…遮
蔽体、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０
ｆ，１０ｇ…反射板、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１
ｄ，１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈ…接続部、１２…
架台、１３…回転テーブル、１４…被膜欠陥検査監視
部、１５…コントローラ、１６…赤外線映像信号処理
部、１７…赤外線温度計測装置、１８…赤外線カメラ、
１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ…距離計測センサ、２
０，２１，２２…移動レール、２３…傾動用テーブル、
２４…開口部、２５…後縁。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 古村 一朗
神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目４番地
株式会社東芝京浜事業所内
(72)発明者 長井 敏
神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目４番地
株式会社東芝京浜事業所内
(72)発明者 石井 潤治
東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社
東芝本社事務所内
Ｆターム(参考） 2F065 AA49 BB05 CC08 DD06 FF01
FF04 GG02 HH02 HH13 JJ03
JJ05 JJ19 JJ26 MM07 MM08
PP03 PP05 QQ03 QQ25 RR06
SS04 SS09 SS13 UU04 UU05
2G040 AA07 AB08 BA02 BA08 BA26
CA02 CA12 CA23 DA06 DA15
EA06 EB02 HA02 HA11
2G051 AA88 AB02 AC15 BA06 CA04
CB10 CC07 EA11 EA12 EB01
FA01
2G066 AC16 BA25 CA02 CA04
Claims (7)
- 【請求項１】 タービン軸に植設したままの状態のター
ビン翼を包囲する遮蔽体と、前記タービン翼に対し、架
台に回転自在に支持された回転用テーブルに載置され、
Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸上を進退移動が可能であり、か
つ傾動が可能な被膜欠陥検査監視部と、この被膜欠陥検
査監視部の進退、傾動移動を制御するコントローラと、
この被膜欠陥検査監視部からの信号に基づいて被膜の温
度分布を画像化する赤外線映像信号処理部とを備えたこ
とを特徴とするタービン翼の被膜欠陥検査装置。 - 【請求項２】 遮蔽体は、その開口部をタービン翼の後
縁側に形成することを特徴とする請求項１記載のタービ
ン翼の被膜欠陥検査装置。 - 【請求項３】 遮蔽体は、その開口部をタービン翼の前
縁側に形成することを特徴とする請求項１記載のタービ
ン翼の被膜欠陥検査装置。 - 【請求項４】 遮蔽体は、タービン翼の腹側と背側との
それぞれに設置することを特徴とする請求項１記載のタ
ービン翼の被膜欠陥検査装置。 - 【請求項５】 遮蔽体は、複数の反射板で形成し、各反
射板間に回転自在に支持する接続部を備えたことを特徴
とする請求項１、２または３記載のタービン翼の被膜欠
陥検査装置。 - 【請求項６】 遮蔽体は、タービン翼から放射され、被
膜欠陥検査監視部の赤外線カメラに入射する赤外線が前
記タービン翼から放射される方向と、前記タービン翼の
翼面とのなす角度を２０°〜９０°の範囲内に設置する
ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載のター
ビン翼の被膜欠陥検査装置。 - 【請求項７】 タービン軸に植設したままの状態のター
ビン翼を遮蔽体で包囲し、前記タービン翼の前縁および
後縁のうち、少なくともいずれか一方の側に皮膜欠陥検
査監視部を設置し、この被膜欠陥検査監視部の加熱源で
前記タービン翼に被覆する被膜を加熱し、この被膜から
発生する赤外線を前記遮蔽体を介して前記被膜欠陥検査
監視部の赤外線カメラで受波し、受波した赤外線に基づ
いて前記被膜の温度分布を画像化し、前記被膜の欠陥の
有無を監視・検査することを特徴とするタービン翼の被
膜欠陥検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001287235A JP2003098134A (ja) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | タービン翼の被膜欠陥検査装置およびその方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001287235A JP2003098134A (ja) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | タービン翼の被膜欠陥検査装置およびその方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003098134A true JP2003098134A (ja) | 2003-04-03 |
Family
ID=19110080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001287235A Pending JP2003098134A (ja) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | タービン翼の被膜欠陥検査装置およびその方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003098134A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7690840B2 (en) * | 1999-12-22 | 2010-04-06 | Siemens Energy, Inc. | Method and apparatus for measuring on-line failure of turbine thermal barrier coatings |
| JP2010175248A (ja) * | 2009-01-27 | 2010-08-12 | Jfe Steel Corp | テーブルローラの亀裂診断装置及び診断方法 |
| JP2010197366A (ja) * | 2008-04-02 | 2010-09-09 | Jfe Steel Corp | ローラの亀裂診断装置及び診断方法 |
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| WO2014099183A1 (en) * | 2012-12-19 | 2014-06-26 | United Technologies Corporation | Traversing time of arrival probe |
| WO2018105242A1 (ja) * | 2016-12-07 | 2018-06-14 | 日本電気株式会社 | 監視方法、監視システム、および、構造物、建築物または移動体 |
| CN111855682A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-10-30 | 汪俊 | 一种航空发动机涡轮叶片表面缺陷自动化检测系统 |
-
2001
- 2001-09-20 JP JP2001287235A patent/JP2003098134A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7690840B2 (en) * | 1999-12-22 | 2010-04-06 | Siemens Energy, Inc. | Method and apparatus for measuring on-line failure of turbine thermal barrier coatings |
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| WO2014099183A1 (en) * | 2012-12-19 | 2014-06-26 | United Technologies Corporation | Traversing time of arrival probe |
| US8925387B2 (en) | 2012-12-19 | 2015-01-06 | United Technologies Corporation | Traversing time of arrival probe |
| WO2018105242A1 (ja) * | 2016-12-07 | 2018-06-14 | 日本電気株式会社 | 監視方法、監視システム、および、構造物、建築物または移動体 |
| US10908078B2 (en) | 2016-12-07 | 2021-02-02 | Nec Corporation | Monitoring method, monitoring system, and structure, construction, or movable body |
| CN111855682A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-10-30 | 汪俊 | 一种航空发动机涡轮叶片表面缺陷自动化检测系统 |
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