JP2012529641A - シール部材の非破壊検査 - Google Patents

Abstract

ロータの羽根付きホイールドラムの表面に延在する環状のシール用ワイパを検査するための装置。装置は、少なくとも２つの案内ホイール（３６）を備えるキャリッジ（１１Ａ）を備えており、このキャリッジ（１１Ａ）が、プローブ（１３）を、キャリッジが所定の位置にあるときにプローブが検査対象のワイパの縁に面してワイパの縁から所定の距離に位置するような位置に配置させて保持している。

Description

本発明は、タービン機関の羽根付きホイールドラムの表面に延在する環状のシール用ワイパの非破壊検査に関する。より詳しくは、本発明は、ワイパの縁の渦電流検査に関し、そのようなワイパが、おおむねいくつかのワイパからなるワイパ群にて延在しており、各々のワイパ群が、上述のようなドラムを構成しているディスクの間に位置している。

航空機のターボジェットにおいて、圧縮機などのターボ機械が、自身の主軸を中心にして回転する用に取り付けられた羽根付きホイールドラムを有している。このドラムは、「スプール」と称されることも多いが、ロータのすべての羽根を保持している。圧縮機の各段が、ディスクの外周に一定の間隔で位置する可動羽根のリングを有している。組み合わせられたディスクが、上述のドラムを構成する。

可動羽根のリングの間に、固定羽根のリングが配置される。隣り合う２つの段の間のシールは、固定羽根によって保持された摩耗可能な材料のリングと、前記ドラムに固定されたワイパとの間の協働によって得られる。ワイパが、ある種の粗い環状リブを構成している。隣り合う２つの段の間で、シールは、通常は、複数（一般的には、２から４つ）の平行なワイパによってもたらされる。

時間につれてのワイパの摩耗を抑えるために、丈夫な材料が、プラズマ法によってワイパに付着させられる。このプラズマによる付着物について、あらゆる種類の割れの不良を特定するために、非破壊検査を行う必要がある。最も一般的に使用される非破壊検査手段は、渦電流検査を含む。この形式の検査は、これまでのところ、検査対象のワイパの縁に直接接触した状態に保たれて検査対象のワイパの縁に沿って移動させられる端部を有しているプローブ（高周波コイル）を使用して実行されている。

プラズマによる付着物は、ワイパ上にある程度の粗さを生じさせ、これがプローブの早期の摩耗につながる。

プローブを保護し、渦電流検査の良好な有効性を保証し、プローブがワイパに対して移動するときの低摩擦を実現するために、ワイパおよびプローブの端部をポリテトラフルオロエチレンの膜で覆うことによって、上述の問題を改善する試みが行われている。この技術的解決策は、特に各々のワイパに膜を付着させるために、きわめて長い準備時間を必要とする。そのような作業は数時間を要し、ポリテトラフルオロエチレンの膜のコストも存在する。

本発明は、プローブを用いた非接触の非破壊検査を選択し、したがってプローブが摩耗に曝されることがないようにすることによって、ポリテトラフルオロエチレンを利用することなく、これらの問題のすべてを解決できるようにする。

より詳しくは、本発明は、羽根付きホイールドラムの表面に延在するシール構造の一部を形成している環状のシール用ワイパを検査するための装置であって、環状のレールを形成している前記シール構造の少なくとも一部分との接触に適した少なくとも２つの案内ホイールを間隔を空けて配置させて有しているキャリッジを備えており、前記キャリッジが、少なくとも１つのプローブを、前記ホイールが前記環状のレールに係合しているときに、検査対象の前記ワイパの縁に面して該ワイパの縁から所定の距離に位置するような位置に配置させて保持していることを特徴とする装置を提供する。

キャリッジを走行させるための基準としてワイパを使用することで、プローブと検査対象の部位との間の距離が実際に一定であること（特に検査が渦電流によって実行される場合に、良好な検査のために必要な条件である）を、保証することが可能になる。

以上の説明において、上述のシール構造は、少なくとも１つのワイパに関し、最も多くの場合には、隣り合う２枚のディスクの間の前記ドラムの表面に互いに近接かつ軸方向にずらされて位置するワイパの群に関する。このシール構造が全体として、前記環状のレールを形成する。換言すると、上述のホイールのうちの１つが、ワイパの上部への係合のためのＶ字断面の溝を有することができ、または隣り合う２つのワイパの間に係合する凸状の外形を有することができる。

あくまでも例として提示され、添付の図面を参照しつつ行われる本発明の原理による検査装置についての以下の説明に照らして、本発明をよりよく理解することができ、本発明の他の利点がさらに明確になる。

プログラムによる自動的なプローブの位置決めを備えている本発明の検査装置の概略の全体図である。 手動検査用のそのようなプローブを保持するキャリッジの概略図である。 図２のキャリッジを用いたワイパの検査を説明する図である。 図３のＩＶ−ＩＶにおける断面である。 図３のＶ−Ｖにおける断面である。 図５と同様の断面図であり、所与のシール構造のすべてのワイパを同時に検査できるようにするキャリッジの一変形例を示している。

図１に示した検査装置（自動式である）は、渦電流プローブ１３を少なくとも１つ保持するキャリッジ１１と、キャリッジを保持するロボット１５と、この例では、垂直である回転軸Ｙを中心にして回転するように取り付けられたターンテーブル１７とを備えている。ロボット１５は、伸縮アーム１９を有しており、キャリッジ１１が、アームの端部に取り付けられている。アーム１９は水平であり、それ自体垂直方向に移動可能である。ロボットは、ターンテーブル上に配置されたドラム２５の種々のワイパを検査するために、ターンテーブルに対するキャリッジの位置を調節するようにプログラムされる。

図示の例では、そのようなドラム２５が、ターンテーブル上に置かれ、ドラム２５の対称の主軸がターンテーブル１７の垂直な回転軸Ｙに一致するような方法で配置される。図示のとおり、ターンテーブル上に配置された羽根付きホイールドラム２５は、互いに溶接された隣り合うディスク３０で構成されている。ドラムは、隣り同士の２枚のディスクの間に、複数のワイパ２７で構成されたシール構造２６を保持している。各々のワイパは、粗いリブの形態である。ターンテーブルの近くに位置するロータ１５が、キャリッジをワイパ２７の各群（上述のシール構造と称される）に面させることができるような形式である。キャリッジの同一高さの設定で、所与のシール構造２６のすべてのワイパ２７を、順次または同時（キャリッジが複数のプローブを有している場合）に検査することができる。

所与のシール構造のワイパ２７は、横並びに配置され、間に溝３３を画定するように小さな軸方向の距離によって隔てられている。したがって、ワイパが、溝と同様に、キャリッジ１１を案内するための基準として機能することができる。

図２から図５に示されているキャリッジ１１Ａは、さらに特定的に手作業での検査に合わせて構成されている。これは、ロッド１９がハンドル２０で置き換えられているからである。それでもなお、キャリッジ１１Ａは、キャリッジ１１に基本的に類似している。

より詳しくは、キャリッジ１１Ａは、おおむね環状のレールとして機能する前記シール構造２６の少なくとも一部分との接触に適した少なくとも２つの案内ホイール３５を、間隔を空けて配置して有している。この例では、２つの案内ホイール３５が、同じ平面内に位置している。この例において、ホイールは、溝３６を有する形式であり、ワイパの円形の縁に接触するように設計されている。プローブ１３が、検査対象部に対して実質的に垂直に保持されるように設計された軸Ｘ（巻回の軸）を有するコイルによって構成されている。プローブ１３、より詳しくは、プローブ１３の一端は、ホイール３５が前記環状のレールに係合するときに検査対象のワイパ２７の縁に面するような位置に位置している。この例では、検査対象のワイパが、ホイール３５が係合しているワイパである。したがって、プローブの軸Ｘおよびホイール３５の溝の底部が、実質的に同じ平面にある。プローブ１３は、２つのホイールの間に位置している。図４が、ワイパ２７に係合してワイパ２７によって案内されるホイール３５を示している。図５が、検査対象のワイパ２７の縁に対するプローブ１３（コイル）の位置を示している。ホイール３５がワイパ２７に係合しているとき、ワイパに最も近いプローブの端部が、ワイパに接触しておらず、しかし検査対象の前記ワイパの縁から小さな所定の距離ｄに保持されていることを、見て取ることができる。ワイパに沿ったキャリッジ１１Ａの移動の全体を通して、この距離は一定なままであり、この特徴が、良好な検査に必要な条件のうちの１つを構成する。さらに、キャリッジが、検査対象のワイパに面するために適している横フランク３９を、プローブの端部の各側から突き出させて備えていることを理解すべきである。これらの横フランクは、制御を手作業で実行する場合、すなわちロボットを使用しない場合に、有用である。作業者は、ホイールを検査対象のワイパに係合させ、ドラムの全周を巡ってキャリッジを移動させれば充分である。そのような状況において、作業者は、横フランク３９によってワイパに対するプローブの定位を確認することが可能である。

さらに、キャリッジ１１Ａは、他の２つのホイールを含んでいる平面に平行な平面に配置されている少なくとも１つのさらなる案内ホイール４１を備えている。この追加の案内ホイールは、環状のレール、例えば、隣りのワイパ２７（または、２つのワイパの間に画定される溝３３）との接触に適している。この追加の案内ホイールは、検査対象のワイパに対するプローブの定位を安定させることにも貢献する。

図１の自動化された実施形態においては、横フランク３９および追加のホイール４１は不要である。

図６の変形例においては、キャリッジ１１Ｂが、複数のプローブ１３を保持しており、これら複数のプローブが、各々が１つのシール構造の該当のワイパ２７の縁に面するように間隔を空けて位置し、かつ該当のワイパ２７の縁から所定の距離ｄに位置している。これにより、所与の群のすべてのワイパを、同時に検査することができる。

例として、図１の自動化された形式においては、ロボットが、キャリッジ１１Ｂをワイパ群の位置に対応する高さへともたらすようにプログラムされ、キャリッジが、この群のワイパ２７の数に一致する数のプローブ１３を、ワイパが互いに間隔を空けている距離と同じ距離の間隔を空けて有する場合には、所与の群（または、所与のシール構造）のすべてのワイパを、ターンテーブル１７の１回転で同時に検査することができる。

どの段に位置するかに応じて、ワイパは異なる距離の間隔が空いている可能性がある。プローブを異なる間隔で備えているキャリッジを用意することが可能である。一変形例においては、キャリッジが、前記プローブの間の間隔を調節するための手段を備えてもよい。

Claims (9)

1. 羽根付きホイールドラムの表面に延在するシール構造（２６）の一部を形成している環状のシール用ワイパ（２７）を検査するための装置であって、環状のレールを形成している前記シール構造（２６）の少なくとも一部分との接触に適した少なくとも２つの案内ホイール（３６）を間隔を空けて配置させて有しているキャリッジ（１１、１１Ａ、１１Ｂ）を備えており、前記キャリッジが、少なくとも１つのプローブ（１３）を、前記ホイールが前記環状のレールに係合しているときに、検査対象の前記ワイパの縁に面して該ワイパの縁から所定の距離（ｄ）に位置するような位置に配置させて保持していることを特徴とする、装置。
2. ホイール（３６）が、溝を有する形式であり、前記プローブ（１３）の軸および前記ホイールの溝の底部が、実質的に同一平面にあり、前記プローブが、２つのホイールの間に位置していることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記キャリッジが、検査対象のワイパに面するために適している横フランク（３９）を、プローブの端部の各側から突き出させて有していることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記キャリッジが、前記環状のレールに接触して検査対象のワイパに対する前記プローブ（１３）の定位を安定させるために適した少なくとも１つの追加の案内ホイール（４１）を、他の２つのホイールを含んでいる平面に平行な平面に配置させて備えていることを特徴とする、請求項２または３に記載の装置。
5. 前記キャリッジ（１１Ｂ）が、複数のプローブ（１３）を有しており、該複数のプローブ（１３）は、各々のプローブが検査の際に該当のワイパの縁に面して該ワイパの縁から所定の距離に位置するような方法で、間隔を空けて位置していることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記キャリッジが、前記プローブの間の間隔を調節するための手段を備えていることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
7. 前記ドラムを受け止めるために適しており、回転軸を中心にして回転するターンテーブル（１７）をさらに備えており、ドラムが、ドラムの対称の主軸がターンテーブルの前記回転軸（Ｙ）に一致するような方法で配置されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
8. アーム（１９）を有するロボット（１５）をさらに備えており、前記キャリッジが、前記アームの端部に取り付けられ、前記ロボットが、前記ドラムの種々のワイパを検査すべくターンテーブルに対する前記キャリッジの位置を調節するようにプログラムされていることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
9. 上述のプローブまたは上述のプローブの各々が、渦電流プローブであることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。

Images