JP2012242306A - 超音波探傷方法及び超音波探傷装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】円筒状構造物あるいは円柱状構造物に設置した第一,第二の超音波探触子と超音波探傷器と、探触子移動制御器と、演算処理する探傷制御器から成る。探傷制御器は、基準検出レベルを記憶する探傷感度データベースから、基準検出レベルの呼び出しを行う基準感度設定手段、超音波探触子を用いた超音波透過法による透過法エコー強度及び前記探傷感度データベースに記憶された対比試験体を用いた試験で求めた透過法エコー強度に基づいて補正強度を求める補正強度算出手段、基準検出レベル及び前記補正強度より欠陥検出レベルを求める探傷感度設定手段、超音波探触子で超音波反射法による反射エコー強度を測定する欠陥部探傷手段、前記欠陥検出レベルと前記反射エコー強度を比較して欠陥を判定する欠陥判別手段とを備えた。
【選択図】 図3
Description
なお、図1では、便宜上、キー溝4を1つだけ示しているが、周方向に2つ以上あってもよい。そして、カップリング2の内周側には略直方体状のキー(図示せず)が形成されており、このキーがロータシャフト1のキー溝4に嵌合されている。
このとき、超音波探触子6aと6bの役割を逆とした場合、つまり超音波探触子6bを送信探触子、超音波探触子6aを受信探触子としてもよい。逆方向からも測定することでより信頼性の高い透過法による被検査材の超音波特性測定が可能となる。また、受信強度のデータのばらつきを低減するために、超音波探触子6aと6bの距離を保った状態で、周方向あるいはZ軸方向に移動して超音波の送信及び受信をしてデータ拡充を図ってもよい。
これは、ロータ径などの構造寸法,材料強度特性,トルク等の運転条件に基づいて、超音波検査において検出すべき欠陥寸法を決定し、その欠陥が検出できるための超音波探傷器10の探傷感度を設定する。この基準検出レベルは検査対象であるロータ形状を模擬した対比試験体での欠陥を予め探傷した条件に基づいて探傷制御器11が記憶しておき、超音波探傷器10に設定する。
超音波探傷器10は超音波の送信および受信信号の処理手順を超音波透過法の測定モードに変更する。つまり、超音波探触子6aから送信して、材料中を伝播した超音波を超音波探触子6bで受信するようにする。そして、探傷制御器11からの指示により、超音波探傷器10では超音波透過法による測定を行う。ここで、対比試験体と検査対象のロータで超音波減衰などの超音波特性が異なる場合、2つの透過法エコー強度、つまりCとDに差が生じる。
ステップ160で設定した欠陥検出レベルEと、ステップ170の測定時に得た反射信号のエコー強度Fを比較する。このとき、F<Eならば、ステップ190の“き裂なし”の判定になる。しかし、F≧Eならば、ステップ200の“き裂あり”の判定になる。“き裂あり”の場合は、運転継続のために詳細評価が必要になる。例えば、ステップ210のようにき裂寸法測定などの追加測定を行い、健全性評価解析に必要なデータを測定する。
2 カップリング
3 中心孔
4 キー溝
4a,4b,4c,4d キー溝のコーナ部
5 き裂
6,6a,6b 超音波探触子
7 レール
8a,8b スキャナ
9a,9b アーム
10 超音波探傷器
11 探傷制御器
11a 探傷感度データベース
11b 基準感度設定手段
11c 超音波透過法測定手段
11d 超音波透過法強度算出手段
11e 補正強度算出手段
11f 探傷感度設定手段
11g 欠陥部探傷手段
11h 信号強度抽出手段
11i 欠陥判別手段
12 探触子移動制御器
13 表示器
Claims (12)
- 円筒状構造物あるいは円柱状構造物における超音波探傷方法において、
前記円筒状構造物あるいは前記円柱状構造物の外表面に設置した第一の超音波探触子及び第二の超音波探触子を用いた超音波透過法による透過法エコー強度から、前記円筒状構造物あるいは前記円柱状構造物の超音波特性を評価する超音波探傷方法。 - 請求項1に記載の超音波探傷方法において、
前記超音波特性の評価に基づいて補正強度を求めるステップと、
対比試験体を用いた試験で求めた基準検出レベルに対して、前記補正強度を考慮した欠陥検出レベルを設定するステップと、
前記第一の超音波探触子又は第二の超音波探触子を用いた超音波反射法による試験により欠陥エコー強度を求めるステップと、
前記欠陥検出レベルと前記欠陥エコー強度を比較して欠陥検出判定を行うステップからなる超音波探傷方法。 - 請求項1また2のいずれか一項に記載の超音波探傷方法において、
前記超音波特性の評価は、対比試験体を用いた試験で求めた透過法エコー強度及び前記円筒状構造物あるいは前記円柱状構造物における透過法エコー強度から求めることを特徴とする超音波探傷方法。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の超音波探傷方法において、
前記超音波探触子が斜角探触子あるいは超音波アレイセンサであることを特徴とした超音波探傷方法。 - 請求項4に記載の超音波探傷方法において、
前記超音波透過法による測定時には一対の超音波探触子を結ぶ線が円筒状構造物あるいは円柱状構造物の中心軸に対して直交になるように配置することを特徴とした超音波探傷方法。 - 請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の超音波探傷方法において、
前記円筒状構造物が発電機ロータシャフトであることを特徴とした超音波探傷方法。 - 請求項6に記載の超音波探傷方法において、
前記発電機ロータシャフトがキー溝構造を有することを特徴とした超音波探傷方法。 - 請求項7に記載の超音波探傷方法において、
前記超音波反射法による欠陥検出試験時にはキー溝のコーナ部に対して斜め方向から超音波を入射することを特徴とした超音波探傷方法。 - 円筒状構造物あるいは円柱状構造物における超音波探傷装置において、
前記円筒状構造物あるいは前記円柱状構造物の外表面に設置した第一の超音波探触子及び第二の超音波探触子と、
対比試験体を用いた試験で求めた基準検出レベルを記憶する探傷感度データベースから、前記基準検出レベルの呼び出しを行う基準感度設定手段及び、
前記超音波探触子を用いた超音波透過法による透過法エコー強度及び前記探傷感度データベースに記憶された対比試験体を用いた試験で求めた透過法エコー強度に基づいて補正強度を求める補正強度算出手段及び、
前記基準検出レベル及び前記補正強度より欠陥検出レベルを求める探傷感度設定手段及び、
前記超音波探触子で超音波反射法による反射エコー強度を測定する欠陥部探傷手段及び、
前記欠陥検出レベルと前記反射エコー強度を比較して欠陥を判定する欠陥判別手段を備えた探傷制御器と、
を有することを特徴とした超音波探傷装置。 - 請求項9に記載の超音波探傷装置において、
前記超音波探触子が斜角探触子あるいは超音波アレイセンサであることを特徴とした超音波探傷装置。 - 請求項9又は請求項10に記載の超音波探傷装置において、
前記円筒状構造物が発電機ロータシャフトであることを特徴とした超音波探傷装置。 - 請求項11に記載の超音波探傷装置において、
前記発電機ロータシャフトがキー溝構造を有することを特徴とした超音波探傷装置。
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