JP2009186446A - Method and system for flaw detection of turbine rotor blade groove portion - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発電プラント等における高・中圧蒸気タービンのロータの劣化状態の診断に適用される蒸気タービンロータ翼溝部の探傷方法及び装置に関する。 The present invention relates to a flaw detection method and apparatus for a steam turbine rotor blade groove, which is applied to diagnosis of a deterioration state of a rotor of a high / medium pressure steam turbine in a power plant or the like.
発電プラントにおける高・中圧蒸気タービンのロータは、高い温度条件で運転されるために、長期間使用されると、応力を受ける部位には応力腐食割れが発生することがある。この応力を受ける部位としては、動翼が植え込まれているタービンロータ翼溝の肩部が多く、当該部はタービンロータの余寿命を評価する上で重要な部位である。しかしながら、この翼溝には動翼が植え込まれており、動翼の翼根が嵌合されているために、表面から見えない。 Since the rotor of a high / medium pressure steam turbine in a power plant is operated under a high temperature condition, stress corrosion cracking may occur in a portion subjected to stress when used for a long period of time. As a part which receives this stress, there are many shoulders of the turbine rotor blade groove in which the moving blade is implanted, and this part is an important part in evaluating the remaining life of the turbine rotor. However, since the blade is implanted in the blade groove and the blade root of the blade is fitted, it cannot be seen from the surface.
図8及び図9に一般的な蒸気タービンロータの概念図を示す。図8及び図9において、タービンロータ01のシャフト02には、シャフト02と同心状に複数のロータディスク03が一体的に形成され、各ロータディスク03の外周部には、多数のブレード04が列状に装着されている。ロータディスク03の外周部には、ブレード04を嵌合するための翼溝が形成された翼植込部05が設けられ、翼植込部05に多数のブレード04が植設されている。図9に示すように、ロータディスク03は、矢印a方向に回転する。
8 and 9 are conceptual diagrams of a general steam turbine rotor. 8 and 9, a plurality of
このような翼溝部を診断する方法として、従来から超音波を利用した非破壊的な欠陥検出方法が採用されてきた。超音波探傷プローブを用いて手探傷(手動走査)を行なう場合、欠陥部から反射される超音波が最大となる位置に超音波探傷プローブを固定して、欠陥検出を行なう必要がある。その際、超音波探傷プローブを該位置に保持する治具を必要とする。 As a method for diagnosing such a blade groove part, a nondestructive defect detection method using ultrasonic waves has been conventionally employed. When performing hand flaw detection (manual scanning) using an ultrasonic flaw detection probe, it is necessary to detect the defect by fixing the flaw detection probe at a position where the ultrasonic wave reflected from the defect portion is maximum. At that time, a jig for holding the ultrasonic flaw detection probe in this position is required.
特許文献1(特許第3808513号公報)には、蒸気タービンロータのディスクの翼植込み溝部を超音波により探傷する方向及び装置が開示されている。以下、特許文献1に開示された装置を図10及び図11に基づいて説明する。
Patent Document 1 (Japanese Patent No. 3808513) discloses a direction and apparatus for flaw detection by ultrasonic waves in a blade implantation groove of a disk of a steam turbine rotor. Hereinafter, the apparatus disclosed in
図10は、超音波探傷機の正面図、図11はその側面図であり、検査対象となるタービンロータ01に超音波探傷機を取り付けた状態を示す。図10及び図11において、超音波探傷子保持体020の下部には、ロータシャフト02の外周に周方向に敷設されたガイドレール021に係合しガイドレール021に沿って転動する溝付きローラ022及びローラ023が設けられている。
FIG. 10 is a front view of the ultrasonic flaw detector, and FIG. 11 is a side view thereof, showing a state in which the ultrasonic flaw detector is attached to the
溝付きローラ022の外周にはガイドレール021の凹凸に係合する溝022aが形成されており、溝付きローラ022には歯車024が一体に形成されている。そして、歯車024がロータリエンコーダ025に連結された歯車025aに噛合され、溝付きローラ022の回転がロータリエンコーダ025に伝動される。ロータリエンコーダ025の出力は、図示しない位置読み取り装置に表示される。
A
超音波探傷子保持体020には、シャフト02の半径方向に延びる長孔026が形成され、長孔026に超音波探傷プローブ027を保持する保持機構028が摺動可能に装着されている。保持機構028を長孔026に沿って移動させることによって、超音波探傷プローブ027をロータディスク03に密着させながらロータディスク03に対する半径方向の位置Lpを調整する。また、超音波探傷プローブ027は保持機構028に対して揺動可能に保持されており、超音波探傷プローブ027から発信する超音波ビームγの方向を変化させ、検査に適した首振り角度Aに設定できるようにしてある。
A
かかる構成により、超音波探傷機を検査対象のロータディスク03の両側に配置し、超音波探傷機をダイドレール021上を移動させながら、タービンロータ01の翼植込み溝部05に対して一方の超音波探傷機から超音波ビームγをロータディスク03に入射し、他方の超音波探傷機で反射超音波ビームを受信することにより、翼植込部05の欠陥を検出していた。なお、超音波探傷子保持体020には、超音波探傷子保持体020を手動で移動させるためのハンドグリップ029が取り付けられている。
With this configuration, ultrasonic flaw detectors are arranged on both sides of the
特許文献1に開示された超音波探傷機は、ロータシャフト02の外周に溝付きのガイドレール021を設けなければならず、また、超音波探傷子保持体020自体も、ロータシャフト02から翼植込み溝部05に跨る大きさとする必要があるため、大型化し、高コストとなる。ロータディスク03の直径が2〜3mと大型化した場合、超音波探傷子保持体020が1m以上の長さとなる。
そのため、超音波探傷機の操作に手間を要し、タービンロータ翼溝部の欠陥検出に長時間を要するという問題がある。
In the ultrasonic flaw detector disclosed in
For this reason, it takes time to operate the ultrasonic flaw detector, and there is a problem that it takes a long time to detect a defect in the turbine rotor blade groove.
また、前記超音波探傷機は、欠陥部から反射される超音波が最大となる位置に超音波探傷プローブを保持する治具がないため、探傷に手間を要する。 Further, since the ultrasonic flaw detector does not have a jig for holding the ultrasonic flaw detection probe at a position where the ultrasonic wave reflected from the defective portion is maximum, it takes time for flaw detection.
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、タービンロータ翼溝部の欠陥検出に用いる装置を簡便にし、その操作を容易にすることにより、欠陥検出に要する時間を短縮しかつ低コストとすることを目的とする。 In view of the problems of the prior art, the present invention makes it possible to reduce the time required for defect detection and reduce the cost by simplifying the apparatus used for detecting defects in the turbine rotor blade groove and facilitating the operation thereof. Objective.
前記目的を達成するため、本発明のタービンロータ翼溝部の探傷方法は、
タービンブレード翼根部を収納するロータディスク翼溝部の応力腐食欠陥を超音波探傷プローブを用いて検出するタービンロータ翼溝部の探傷方法において、
ロータディスク翼溝部と対面するロータディスク外周側肩部を基準面として該基準面に超音波探傷プローブを支持する支持台を当接させ、
該支持台を該基準面に当接させながら超音波探傷プローブをロータディスク外周面上を周方向に移動させることによりロータディスク翼溝部と対面する位置に保持しながら、ロータディスク翼溝部の応力腐食欠陥を検出するようにしたものである。
In order to achieve the above object, a method for flaw detection in a turbine rotor blade groove of the present invention is as follows.
In a turbine rotor blade groove flaw detection method for detecting stress corrosion defects in a rotor disk blade groove portion containing a turbine blade blade root using an ultrasonic flaw detection probe,
With the shoulder on the outer periphery of the rotor disk facing the rotor disk blade groove as a reference plane, a support base that supports the ultrasonic flaw detection probe is brought into contact with the reference plane,
Stress corrosion of the rotor disk blade groove part while holding the support base in contact with the reference surface and holding the ultrasonic flaw detection probe in a circumferential direction on the outer surface of the rotor disk so as to face the rotor disk blade groove part. A defect is detected.
本発明方法では、ロータディスクの外周面に存在する肩部(傾斜面又は段部)を利用し、該肩部を基準面として、超音波探傷プローブの支持台を該基準面に当接させ、超音波探傷プローブをロータディスク翼溝部と対面する位置に保持させた状態でロータディスク外周面上を移動させる。これらの操作は作業員の手によって行なうことができ、特別の治具を必要としない。そして、この移動中に超音波探傷プローブからロータディスク翼溝部に向かって超音波を入射させる。 In the method of the present invention, using a shoulder portion (inclined surface or stepped portion) existing on the outer peripheral surface of the rotor disk, using the shoulder portion as a reference surface, the support for the ultrasonic flaw detection probe is brought into contact with the reference surface, The ultrasonic flaw detection probe is moved on the outer circumferential surface of the rotor disk while being held at a position facing the rotor disk blade groove. These operations can be performed by a worker's hand, and no special jig is required. During this movement, ultrasonic waves are incident from the ultrasonic flaw detection probe toward the rotor disk blade groove.
ロータディスク翼溝部に入射された超音波は、応力腐食割れ等によって生じたクラック等の欠陥部で反射する。この反射超音波を該超音波探傷プローブで受信することによって、ロータディスク翼溝部の欠陥を検出するようにする。 The ultrasonic wave incident on the rotor disk blade groove is reflected by a defect such as a crack caused by stress corrosion cracking. By receiving this reflected ultrasonic wave with the ultrasonic flaw detection probe, a defect in the rotor disk blade groove is detected.
本発明方法によれば、ロータディスクの外周面に存在する肩部に超音波探傷プローブの支持台を摺接させるようにしているので、別途位置決め治具を要することなく、超音波探傷プローブの位置決めが可能となる。そのため、探傷装置を簡素化でき、低コストとすることができる。そして、該肩部に超音波探傷プローブを沿わせることにより、超音波探傷プローブをロータディスク翼溝部と対面する位置に保持できるので、ロータディスク翼溝部の欠陥部から反射した超音波が最大となる位置に超音波探傷プローブを位置させることができる。 According to the method of the present invention, the ultrasonic flaw detection probe support is slidably brought into contact with the shoulder portion present on the outer peripheral surface of the rotor disk, so that positioning of the ultrasonic flaw detection probe can be performed without requiring a separate positioning jig. Is possible. Therefore, the flaw detection apparatus can be simplified and the cost can be reduced. Then, by placing the ultrasonic flaw detection probe along the shoulder, the ultrasonic flaw detection probe can be held at a position facing the rotor disk blade groove portion, so that the ultrasonic wave reflected from the defective portion of the rotor disk blade groove portion is maximized. The ultrasonic flaw detection probe can be positioned at the position.
さらに、該肩部はロータディスクの全周に亘り存在するので、該肩部に超音波探傷プローブを沿わせることにより、ロータディスクの外端に全周に亘って設けられた翼溝部全体の欠陥検出を可能とする。 Further, since the shoulder portion exists over the entire circumference of the rotor disk, by placing an ultrasonic flaw detection probe along the shoulder section, defects in the entire blade groove portion provided over the entire circumference at the outer edge of the rotor disk. Enable detection.
本発明方法では、翼溝部に発生した欠陥部から反射した超音波を受信して欠陥部を検出する反射エコー法はもちろん、クラックの両端部に超音波を集中して照射し、端部エコーを受信した時間(距離)差からクラックの長さをさらに正確に求めることができる端部エコー法や、複数の超音波発信子から超音波を発信することにより、欠陥部の可視化を可能とするフェイズドアレイ法等を実施することができる。 In the method of the present invention, not only the reflection echo method for detecting the defect part by receiving the ultrasonic wave reflected from the defect part generated in the blade groove part, the ultrasonic wave is concentrated and irradiated on both ends of the crack, and the end echo is emitted. Phased phase that makes it possible to visualize the defect by transmitting the ultrasonic waves from the end echo method and multiple ultrasonic transmitters, which can determine the length of the crack more accurately from the time (distance) difference received. An array method or the like can be performed.
本発明方法において、超音波探傷プローブ支持台と前記基準面とに磁気的吸引力を作用させ、この磁気的吸引力によって該支持台を該基準面に保持させるようにすれば、該支持面を該基準面に安定して摺接させることができ、手動走査をさらに安定させることができる。 In the method of the present invention, if a magnetic attraction force is applied to the ultrasonic flaw detection probe support base and the reference surface, and the support base is held on the reference surface by the magnetic attraction force, the support surface is It can be slidably contacted with the reference surface, and manual scanning can be further stabilized.
また、複数のタービンブレードの外端部を連結するシュラウドを有する場合には、超音波探傷プローブ支持台を前記基準面とタービンロータ翼の外側端を連結するシュラウドの少なくとも一側面で2点支持させるようにするとよい。これによって、超音波探傷プローブの支持台をさらに安定保持できると共に、該支持台をシュラウドに支持させることができるので、作業員が該支持台を支える必要がなくなる。そのため、超音波探傷の手動走査がさらに安定する。 Further, when the shroud for connecting the outer ends of the plurality of turbine blades is provided, the ultrasonic test probe support base is supported at two points on at least one side surface of the shroud connecting the reference surface and the outer end of the turbine rotor blade. It is good to do so. Accordingly, the support base of the ultrasonic flaw detection probe can be further stably held, and the support base can be supported by the shroud, so that it is not necessary for an operator to support the support base. Therefore, manual scanning of ultrasonic flaw detection is further stabilized.
前記本発明方法を実施するための本発明のタービンロータ翼溝部の探傷装置は、
タービンブレード翼根部を収納するロータディスク翼溝部の応力腐食欠陥を超音波探傷プローブを用いて検出するタービンロータ翼溝部の探傷装置において、
超音波探傷プローブと、ロータディスク翼溝部と対面するロータディスク外周側肩部を基準面として該基準面に摺接する超音波探傷プローブの支持台と、を備え、
該支持台を該基準面に当接させながら超音波探傷プローブをロータディスク外周面上を周方向に移動させることにより超音波探傷プローブをロータディスク翼溝部と対面する位置に保持しながら、ロータディスク翼溝部の応力腐食欠陥を検出するように構成したものである。
A flaw detector for a turbine rotor blade groove of the present invention for carrying out the method of the present invention comprises:
In a turbine rotor blade groove flaw detection apparatus for detecting stress corrosion defects in a rotor disk blade groove portion storing a turbine blade blade root portion using an ultrasonic flaw detection probe,
An ultrasonic flaw detection probe, and a support base for the ultrasonic flaw detection probe that slidably contacts the reference surface with the shoulder surface on the outer periphery of the rotor disk facing the rotor disk blade groove as a reference surface,
While maintaining the ultrasonic flaw detection probe in a position facing the rotor disk blade groove by moving the ultrasonic flaw detection probe in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the rotor disk while the support base is in contact with the reference surface, the rotor disk It is configured to detect stress corrosion defects in blade grooves.
本発明装置において、超音波探傷プローブ支持台に前記基準面にローラ面が接するローラを設け、該支持台を該ローラを介して該基準面に摺接させるようにするとよい。これによって、該支持台の移動を容易にし、手動走査を容易にすることができる。
また、前記構成に加えて、該ローラに磁気的吸引力を付与させるようにすれば、該支持台を該基準面に安定して摺接させることができる。
In the apparatus according to the present invention, it is preferable that a roller whose surface is in contact with the reference surface is provided on an ultrasonic flaw detection probe support table, and the support table is slidably contacted with the reference surface via the roller. This facilitates the movement of the support base and facilitates manual scanning.
Further, in addition to the above configuration, if the magnetic attraction force is applied to the roller, the support base can be stably brought into sliding contact with the reference surface.
また、複数のタービンブレードの外端側を連結するシュラウドが存在する場合に、超音波探傷プローブ支持台にブラケットを介して2次元座標方向に移動自在な係止部材を設け、該支持台を該基準面に摺接させた状態で該係止部材をタービンブレードの外側端を連結するシュラウドの少なくとも一側面に係止させることにより、該支持台をタービンロータに2点支持させるように構成するとよい。 In addition, when there is a shroud connecting the outer end sides of a plurality of turbine blades, a locking member that is movable in the two-dimensional coordinate direction is provided on the ultrasonic flaw detection probe support base via a bracket, and the support base is attached to the shroud. The support base may be configured to be supported by the turbine rotor at two points by locking the locking member to at least one side surface of the shroud connecting the outer ends of the turbine blades while being in sliding contact with the reference surface. .
これによって、超音波探傷プローブ支持台をシュラウドによって支持させることができると共に、該支持台をシュラウドによって所望の位置に位置決めすることができる。従って、該支持台の位置決め及び移動がさらに容易になる。 Accordingly, the ultrasonic flaw detection probe support base can be supported by the shroud, and the support base can be positioned at a desired position by the shroud. Therefore, the positioning and movement of the support base are further facilitated.
さらに、本発明装置において、超音波探傷プローブを該支持台に対してロータディスク周面内方向に揺動自在に装着するようにするとよい。これによって、超音波探傷プローブのロータディスク周面内での角度を自由に変えることができるので、ロータディスク翼溝部に発生したクラックに対して、角度を変えて超音波を入射できる。
ロータディスク翼溝部に発生したクラックでは、ある方向から照射された超音波に対しては反射エコーを発生しない場合がある。しかし、前記構成とすることによって、任意の方向に発生したクラックに対して反射エコーを生じさせることができるようになり、欠陥部の検出漏れをなくすことができる。
Furthermore, in the apparatus of the present invention, it is preferable that the ultrasonic flaw detection probe is attached to the support base so as to be swingable in the inner surface of the rotor disk. As a result, the angle of the ultrasonic flaw detection probe within the circumferential surface of the rotor disk can be freely changed, so that an ultrasonic wave can be incident on the crack generated in the rotor disk blade groove part while changing the angle.
In a crack generated in the rotor disk blade groove, a reflected echo may not be generated for an ultrasonic wave irradiated from a certain direction. However, by adopting the above-described configuration, it becomes possible to generate a reflection echo with respect to a crack generated in an arbitrary direction, and it is possible to eliminate a detection omission of a defective portion.
また、超音波探傷プローブを該支持台に対してロータディスクの半径方向に移動可能に装着するようにすれば、発生したクラックから反射される超音波を最大弦に捉えることができる位置に超音波探傷プローブを配置することができ、これによって、欠陥部の検出精度を向上させることができる。 In addition, if the ultrasonic flaw detection probe is attached to the support base so as to be movable in the radial direction of the rotor disk, the ultrasonic wave reflected from the generated crack is detected at the position where the maximum string can be captured. A flaw detection probe can be arranged, thereby improving the detection accuracy of the defective portion.
本発明方法によれば、タービンブレード翼根部を収納するロータディスク翼溝部の応力腐食欠陥を超音波探傷プローブを用いて検出するタービンロータ翼溝部の探傷方法において、ロータディスク翼溝部と対面するロータディスク外周側肩部を基準面として該基準面に超音波探傷プローブを支持する支持台を当接させ、該支持台を該基準面に当接させながら超音波探傷プローブをロータディスク外周面上を周方向に移動させることにより超音波探傷プローブをロータディスク翼溝部と対面する位置に保持しながら、ロータディスク翼溝部の応力腐食欠陥を検出するようにしたことにより、ロータディスクの外周面に存在する肩部に超音波探傷プローブの支持台を沿わせるようにしているので、大掛かりな位置決め治具を要することなく、超音波探傷プローブを反射エコーを捉えることができる最適位置への位置決めが可能となる。そのため、超音波の手動走査が容易になり、探傷に要する時間を短縮できると共に、探傷装置を簡素化でき、低コストとすることができる。 According to the method of the present invention, in a turbine rotor blade groove flaw detection method for detecting stress corrosion defects in a rotor disk blade groove portion containing a turbine blade blade root using an ultrasonic flaw detection probe, the rotor disk facing the rotor disk blade groove portion is provided. A support base that supports the ultrasonic flaw detection probe is brought into contact with the reference surface with the outer shoulder as a reference plane, and the ultrasonic flaw detection probe is rotated around the outer peripheral surface of the rotor disk while the support base is in contact with the reference plane. By moving in the direction, the ultrasonic flaw detection probe is held at a position facing the rotor disk blade groove part, and stress corrosion defects in the rotor disk blade groove part are detected, so that the shoulder existing on the outer peripheral surface of the rotor disk is detected. Because the ultrasonic flaw detection probe support is placed along the surface, the ultrasonic sound is not required without requiring a large positioning jig. Positioning a testing probe to the optimum position capable of capturing reflected echo is possible. Therefore, manual scanning of ultrasonic waves becomes easy, the time required for flaw detection can be shortened, the flaw detection apparatus can be simplified, and the cost can be reduced.
また、本発明装置によれば、超音波探傷プローブと、ロータディスク翼溝部と対面するロータディスク外周側肩部を基準面として該基準面に摺接する超音波探傷プローブの支持台と、を備え、該支持台を該基準面に当接させながら超音波探傷プローブをロータディスク外周面上を周方向に移動させることにより超音波探傷プローブをロータディスク翼溝部と対面する位置に保持しながら、ロータディスク翼溝部の応力腐食欠陥を検出するように構成したため、簡素かつ低コストの装置で前記本発明方法を実施することができる。従って、超音波探傷の手動走査が容易になり、探傷の要する時間を短縮できる。 In addition, according to the present invention apparatus, an ultrasonic flaw detection probe, and a support base for the ultrasonic flaw detection probe that slidably contacts the reference plane with the rotor disk outer peripheral shoulder facing the rotor disk blade groove as a reference plane, While maintaining the ultrasonic flaw detection probe in a position facing the rotor disk blade groove by moving the ultrasonic flaw detection probe in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the rotor disk while the support base is in contact with the reference surface, the rotor disk Since it is configured to detect stress corrosion defects in the blade grooves, the method of the present invention can be implemented with a simple and low-cost apparatus. Therefore, manual scanning of ultrasonic flaw detection is facilitated, and the time required for flaw detection can be shortened.
また、特許文献1に開示された超音波探傷機のように、ガイドレールが必要なく、様々なロータ形状に対応でき、操作性及び汎用性が向上するので、検査効率を向上できる。
Further, unlike the ultrasonic flaw detector disclosed in
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明をそれのみに限定する趣旨ではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in this embodiment are not intended to limit the present invention to that only, unless otherwise specified.
(実施形態1)
本発明の探傷装置に係る第1実施形態を図1〜図4に基づいて説明する。図1は、発電プラントにおける高・中圧蒸気タービンのロータの一部を示す。図1において、ロータディスク1の外周端には、全周に亘り外方に向かって開口した翼植込み溝2が穿設されている。ブレード4の下部には一体に翼根部5が形成され、ブレード4の翼根部5が翼植込み溝2に嵌合されることにより、多数のブレード4がロータディスク1の外周端に全周に亘り植設される。
(Embodiment 1)
1st Embodiment which concerns on the flaw detection apparatus of this invention is described based on FIGS. FIG. 1 shows part of a rotor of a high / medium pressure steam turbine in a power plant. In FIG. 1, a
ブレード4の外周端には、ブレード4を所定枚数毎に連結するシュラウド6が設けられている。また、ロータディスク1には、翼植込み溝2に対面した位置に、ロータディスク1の全周方向に亘って形成された傾斜面からなる肩部3が形成されている。図1に図示された翼植込み溝2は、T型をなしているが、図2に示すように、ダブルT型からなる翼植込み溝2’が穿設され、翼根部5も翼植込み溝2’の形状に合わせてダブルT型に形成される場合もある。
A
発電プラントにおける高・中圧蒸気タービンのロータは、高い温度条件で運転されるために、長期間使用されると、図1に示すように、応力を受ける部位には応力腐食割れcが発生することがある。 Since a rotor of a high / medium pressure steam turbine in a power plant is operated under a high temperature condition, stress corrosion cracking c occurs at a portion subjected to stress as shown in FIG. 1 when used for a long time. Sometimes.
図3は、本実施形態に係る超音波探傷装置10を示す斜視図であり、図4は同じく正面図である。図3及び図4において、支持台11には長手方向に長孔11aが穿設され、該長孔11aに超音波探傷プローブ12が装着されている。図4に示すように、超音波探傷プローブ12は、支持台11に取り付けられた移動台13にバネ構造体15を介して接続されている。移動台13は、ネジ14によって支持台11に締付け固定されるが、移動台13の固定位置は、ネジ14を緩めることによって可変とすることができるので、超音波探傷プローブ12の固定位置は、矢印b方向に調整可能である。
FIG. 3 is a perspective view showing the
このようにして、超音波探傷プローブ12は、ロータディスク1の外周面1aに密着するように配置されると共に、バネ構造体15によって、ロータディスク1の外周面1aに密着した状態で、外周面1aの面内で矢印d方向に揺動可能になっている。また、支持台11の上部には、肩部(傾斜面)3に当接するように形成された支持面11bが設けられている。
In this way, the ultrasonic
かかる構成の本実施形態において、ロータディスク1の翼植込み溝2の周辺を検査する場合には、作業員が超音波探傷プローブ12が装着された支持台11を取り上げ、肩部(傾斜面)3に支持台11の支持面11bを当接するようにして、支持台11をロータディスク1に位置決めする。この状態で、超音波探傷プローブ12はロータディスク1の外周面1aに密着し、かつロータディスク1の半径方向を向いている。そして、肩部(傾斜面)3を基準面として支持台11をロータディスク1の周方向に移動させながら、ロータディスク1の全周に亘り、超音波探傷プローブ12によって翼植込み溝2の欠陥検出を行なう。
In this embodiment having such a configuration, when the periphery of the
本実施形態によれば、ロータディスク1の肩部(傾斜面)3を基準面として、肩部(傾斜面)3に支持台11の支持面11bを摺接させながら超音波探傷を行なうので、超音波探傷装置10の大きさは、ロータディスク1のサイズに左右されない。従って、ロータディスク1の直径が大きくなっても、超音波探傷装置10を大型化する必要がない。また、特許文献1に開示された超音波探傷機のようにガイドレールを必要としない。従って、超音波探傷装置10の構成を簡素化でき、低コストとすることができる。
According to the present embodiment, since the shoulder portion (inclined surface) 3 of the
また、支持面11bを肩部(傾斜面)3に当接することにより、超音波探傷プローブ12が翼植込み溝2に対面する位置に保持されるので、翼植込み溝2周辺の欠陥部から反射される超音波を最大限に捉えやすくなる。さらに、支持台11を肩部(傾斜面)3に乗せた状態で支持台11を移動させるので、作業性が向上し、検査作業を効率化することができる。
Further, since the ultrasonic
また、超音波探傷プローブ12を支持台11の長手方向に移動可能に固定できるので、翼植込み溝2に発生した応力腐食割れcからの反射エコーを最大限に受信できる位置に固定できる。そのため、探傷精度を向上させることができる。
また、肩部(傾斜面)3を基準面として位置決めしているので、位置決めが容易になり、装置構成を簡素化できかつ低コストとすることができる。
Further, since the ultrasonic
Further, since the shoulder portion (inclined surface) 3 is positioned as the reference surface, positioning becomes easy, the apparatus configuration can be simplified, and the cost can be reduced.
翼植込み溝2の周辺に発生する欠陥は、3次元的にどのような形状をしているのか不明である。そのため、ある程度、超音波探傷プローブ12を斜めに向ける等の操作も必要である。本実施形態では、最も良く検出できる角度に超音波探傷プローブ12を向けるために、基本的には、超音波探傷プローブ12をロータディスク1の半径方向に向けている。
It is unclear what the three-dimensional shape of the defect generated around the
また、超音波探傷プローブ12をバネ構造体15を介して矢印d方向に揺動自在に装着し、ロータディスク1の外周面1a内で揺動自在にしているので、作業員が手動で超音波探傷プローブ12の角度を変えながら超音波探傷を行なうことで、超音波探傷プローブ12をロータディスク1の半径方向に向けたままの状態では検出できないクラックcをすべて検出することができる。
In addition, since the ultrasonic
本実施形態によれば、例えば、10段のロータディスク1を有するタービンロータの超音波探傷を行なう場合に、従来、作業員による手動走査では、3〜4日を要していたが、本発明を適用することにより、1日で行なうことができるようになった。
According to the present embodiment, for example, when performing ultrasonic flaw detection of a turbine rotor having a 10-
(実施形態2)
次に、本発明の第2実施形態を図5及び図6に基づいて説明する。図5及び図6において、本実施形態では、支持台11の上部に、支持台11をシュラウド6に係止させてシュラウド6に吊り下げるように構成した吊下げ部20を一体に形成した例である。その他の構成は前記第1実施形態と同一である。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6, in the present embodiment, an example in which a suspending
図5及び図6において、該吊下げ部20は、支持台11の上部にロータディスク1の半径方向に一体に形成された支柱21と、支柱21に対してロータディスク1の半径方向に移動可能に配置されたブラケット22と、ブラケット22に対してブラケット22の長手方向に摺動自在に嵌合された係止部材23とから構成されている。
5 and 6, the suspending
支柱21は、断面が四角形状をなし、ブラケット22と嵌合する両側面にはレール21aが一体に配設されている。一方、ブラケット22には、レール21aに遊嵌する凹部(図示略)が設けられ、ブラケット22は、支柱21に対してロータディスク1の半径方向(矢印e方向)に移動自在となっている。
The
また、ブラケット22の両側面にはレール22aが一体に形成され、該レール22aに係止部材23に設けられた凹部(図示略)が遊嵌し、これによって、係止部材23はブラケット22の先端部側で矢印f方向に摺動自在となる。ブラケット22は、支柱21に対して所望の位置でネジ24によって締付け固定される。また、係止部材23は、ブラケット22に対して所望の位置でネジ25によって締付け固定される。
Further, rails 22 a are integrally formed on both side surfaces of the
係止部材23は、断面がL字形状をなし、下端部がシュラウド6の一方の端面6aに係止することにより、支持台11がシュラウド6によって吊り下げられる。
The locking
かかる構成の本実施形態において、ブレード4の大きさに合わせて、支持台11に対するブラケット22の位置と、ブラケット22に対する係止部材23の位置を調整する。そして、支持台11の支持面11bを肩部(傾斜面)3に当接したときに、係止部材23がシュラウド6の端面6aに係止するように配置する。
これによって、図6に示すように、支持台11を肩部(傾斜面)3とシュラウド6の端面6aで2点支持させることができる。この状態で、支持台11をロータディスク1の外周面1a上でロータディスク1の周方向に移動させて翼植込み溝2周辺の超音波探傷を行なう。
In this embodiment having such a configuration, the position of the
Thereby, as shown in FIG. 6, the
本実施形態によれば、前記第1実施形態で得られる作用効果に加えて、次の作用効果を得ることができる。即ち、支持台11をシュラウド6及び肩部(傾斜面)3で2点支持しているので、作業員は支持台11の支持面11bを肩部(傾斜面)3に当てながら主として支持台11の移動に注力できるので、操作が容易になると共に、支持台11の位置決めをさらに安定させることができる。
According to the present embodiment, in addition to the operational effects obtained in the first embodiment, the following operational effects can be obtained. That is, since the
また、ブレード4の大きさに合わせて吊下げ部20のブラケット22及び係止部材23の固定位置を変えられるので、種々な形状又は大きさのブレード4に適用可能である。
さらに、吊下げ部20の大きさをレール21a及び22aによって変更し、ネジ24及び25によって固定する構成としているので、簡易かつ低コストとすることができる。
Moreover, since the fixing position of the
Furthermore, since the size of the hanging
このように、本実施形態によれば、操作性を高めることができると共に、様々なタービンロータ形状に対応でき、汎用性を高めることができ、これによって、検査作業の効率をさらに向上させることができる。 As described above, according to the present embodiment, the operability can be improved and various turbine rotor shapes can be coped with, so that the versatility can be improved, thereby further improving the efficiency of the inspection work. it can.
(実施形態3)
次に、本発明の第3実施形態を図7に基づいて説明する。図7において、本実施形態は、支持台11の支持面11bとロータディスク1の肩部(傾斜面)3間にローラ30を介装してなるものである。その他の構成は前記第2実施形態と同一である。図7(b)に示すように、ローラ30は支持面11bに回動可能に装着されており、ローラ30の先端部30aは、図示のように、円弧状の断面(R形状)に形成されている。また、ローラ30をマグネットにすることで、支持面11bと肩部(傾斜面)3間に磁気的吸引力を付与させている。
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 7, in this embodiment, a roller 30 is interposed between the
本実施形態によれば、前記第2実施形態に加えて、支持面11bにローラ30を設けることで、支持台11の支持面11bを肩部(傾斜面)3から浮かせ、支持面11bと肩部(傾斜面)3とをローラ30のみで接触させているので、超音波探傷プローブ12の走査を簡易に行なうことができる。また、ローラ30をマグネットにして、支持面11bと肩部(傾斜面)3間に磁気的吸引力を付与させているので、支持台11の保持をより安定させることができる。
According to the present embodiment, in addition to the second embodiment, by providing the
さらには、ローラ30の先端部30aの断面にRをもたせ円弧状にしているので、肩部(傾斜面)3の傾斜角αが0〜90°近くの範囲で、支持台11の移動を円滑に実施することができる。
Furthermore, since the cross section of the
前記第1〜第3実施形態では、ロータディスク1の肩部3が傾斜面であったが、肩部3が水平方向をなす段部であっても本発明を適用可能である。
In the first to third embodiments, the
本発明によれば、蒸気タービンロータディスクの翼溝部を簡易な構成の超音波探傷装置を用いて、低コストでかつ短時間で欠陥検出を行なうことができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a defect detection can be performed at low cost for a short time using the ultrasonic flaw detector of a simple structure for the blade groove part of a steam turbine rotor disk.
1 タービンロータディスク
2 ロータディスク翼植込み溝
3 肩部(傾斜面)
4 ブレード
5 タービンブレード翼根部
6 シュラウド
6a シュラウド端面
11 支持台
11b 支持面
12 超音波探傷プローブ
13 移動台
14、24、25 固定ネジ
15 バネ構造体
22 ブラケット
23 係止部材
30 ローラ
30a ローラ先端部
1
4
Claims (9)
ロータディスク翼溝部と対面するロータディスク外周側肩部を基準面として該基準面に超音波探傷プローブを支持する支持台を当接させ、
該支持台を該基準面に当接させながら超音波探傷プローブをロータディスク外周面上を周方向に移動させることにより超音波探傷プローブをロータディスク翼溝部と対面する位置に保持しながら、ロータディスク翼溝部の応力腐食欠陥を検出するようにしたことを特徴とするタービンロータ翼溝部の探傷方法。 In a turbine rotor blade groove flaw detection method for detecting stress corrosion defects in a rotor disk blade groove portion containing a turbine blade blade root using an ultrasonic flaw detection probe,
With the shoulder on the outer periphery of the rotor disk facing the rotor disk blade groove as a reference plane, a support base that supports the ultrasonic flaw detection probe is brought into contact with the reference plane,
While maintaining the ultrasonic flaw detection probe in a position facing the rotor disk blade groove by moving the ultrasonic flaw detection probe in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the rotor disk while the support base is in contact with the reference surface, the rotor disk A method for flaw detection in a turbine rotor blade groove characterized by detecting a stress corrosion defect in the blade groove.
超音波探傷プローブと、ロータディスク翼溝部と対面するロータディスク外周側肩部を基準面として該基準面に摺接する超音波探傷プローブの支持台と、を備え、
該支持台を該基準面に当接させながら超音波探傷プローブをロータディスク外周面上を周方向に移動させることにより超音波探傷プローブをロータディスク翼溝部と対面する位置に保持しながら、ロータディスク翼溝部の応力腐食欠陥を検出するように構成したことを特徴とするタービンロータ翼溝部の探傷装置。 In a turbine rotor blade groove flaw detection apparatus for detecting stress corrosion defects in a rotor disk blade groove portion storing a turbine blade blade root portion using an ultrasonic flaw detection probe,
An ultrasonic flaw detection probe, and a support base for the ultrasonic flaw detection probe that slidably contacts the reference surface with the shoulder surface on the outer periphery of the rotor disk facing the rotor disk blade groove as a reference surface,
While maintaining the ultrasonic flaw detection probe in a position facing the rotor disk blade groove by moving the ultrasonic flaw detection probe in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the rotor disk while the support base is in contact with the reference surface, the rotor disk A flaw detector for a turbine rotor blade groove, characterized by detecting stress corrosion defects in the blade groove.
該支持台をタービンロータに2点支持させるように構成したことを特徴とする請求項4に記載のタービンロータ翼溝部の探傷装置。 A locking member that is relatively movable in a two-dimensional coordinate direction is provided on the support base via a bracket, and the locking member is connected to the outer end of the turbine blade in a state where the support base is in sliding contact with the reference plane. By locking on at least one side of the shroud,
The flaw detection apparatus for a turbine rotor blade groove part according to claim 4, wherein the support base is configured to be supported by the turbine rotor at two points.
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