JP2013057681A - Ultrasonic flaw detector of rotor disk for turbine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タービン用ロータディスクの超音波探傷装置に関するものであり、特に、対面するロータディスクの両端面に設けた探触子を用いたタービン用ロータディスクの超音波探傷装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic flaw detector for a turbine rotor disk, and more particularly to an ultrasonic flaw detector for a turbine rotor disk using probes provided on both end faces of a facing rotor disk.
被検査物を物理的に破壊することなく材料内部の亀裂などを検出する非破壊検査の1つとして超音波探傷検査が知られている。 An ultrasonic flaw detection inspection is known as one of non-destructive inspections for detecting a crack or the like inside a material without physically destroying an inspection object.
超音波探傷検査の使用形態の一例として、蒸気タービン翼溝部に発生する亀裂の検出が挙げられる。
タービンのロータディスクの一形態として、周方向に翼溝が彫られたものがある。このような形態のロータディスクにおいては反射波を受信することが容易であるため超音波探傷検査の実施も難しくはなく、ロータディスクの周方向に翼溝が彫られたタービン翼においては、亀裂や腐食などの欠陥の検出のための超音波探傷検査が実用化されている。
As an example of the usage pattern of the ultrasonic flaw detection inspection, detection of a crack generated in the steam turbine blade groove portion can be mentioned.
One form of a rotor disk for a turbine is one in which blade grooves are carved in the circumferential direction. In such a rotor disk, since it is easy to receive reflected waves, it is not difficult to carry out ultrasonic flaw detection inspection. In a turbine blade with blade grooves carved in the circumferential direction of the rotor disk, cracks and Ultrasonic inspection for detecting defects such as corrosion has been put into practical use.
しかしながら、翼溝がロータディスクの径方向に彫られた形態のロータディスクにおいては、亀裂や腐食などの欠陥の検出のために超音波探傷試験を実施する場合、反射波を直接受信することが難しい。そのため、翼溝が径方向に彫られた形態のロータディスクにおいては、超音波探傷検査によって亀裂などの欠陥を検出することが困難である。
例えば翼溝上部からの斜角探傷法を実施する場合には、動翼間に探触子を設置する必要があるため、検査員の手の届く範囲にしか探触子を設置することができない。そのため、検査員の手の届く範囲しか超音波探傷検査を実施することができず、翼溝全面を探傷することができない。特に、中・小型のタービンロータでは、動翼間隔が狭く探触子の設置が不可能な場合すら有る。
However, it is difficult to directly receive reflected waves when performing an ultrasonic flaw detection for detecting defects such as cracks and corrosion in a rotor disk in which blade grooves are carved in the radial direction of the rotor disk. . For this reason, it is difficult to detect defects such as cracks by ultrasonic flaw detection in a rotor disk in which blade grooves are carved in the radial direction.
For example, when carrying out the oblique flaw detection method from the upper part of the blade groove, it is necessary to install a probe between the moving blades, so the probe can be installed only within the reach of the inspector. . For this reason, ultrasonic flaw detection can be performed only within the reach of the inspector's hand, and the entire blade groove cannot be detected. In particular, with medium and small turbine rotors, there are even cases where the spacing between the rotor blades is so narrow that a probe cannot be installed.
そこで、翼溝が周方向に彫られた形態のロータディスクにおいても超音波探傷検査によって亀裂や腐食などの欠陥を検出する技術が、例えば特許文献1に開示されている。
特許文献1に開示された技術は、2探触子を用いた翼溝端部からのピッチキャッチ法による超音波探傷検査に関する技術であり、詳しくは長さ方向に平行な欠陥を有する翼溝歯部の両翼溝端面の一方に屈折角10〜40°の発信側縦波斜角探触子、他方に同様な受信側縦波斜角探触子をそれぞれ設置し、翼溝壁面で1回反射した後縦波のまま伝搬する壁面反射波の伝搬時間と、翼溝壁面で1回反射した後横波に変換した壁面欠陥反射波が欠陥で反射し翼溝壁面まで伝搬した後再び縦波にモード変換して受信されるまでの伝搬時間との時間差により欠陥を検出するものである。
Therefore, for example,
The technique disclosed in
また、特許文献2には、探触子位置を固定してロータを回転させることで、探触子をロータの周方向に沿わせて相対移動させ超音波探傷試験を半自動化した技術が開示されている。
しかしながら、特許文献1に開示された技術においては、翼溝歯部の端面に探触子を設置する必要があるため、翼溝が小さい中・小型のロータでは探触子を設置することができない。そのため、特許文献1に開示された技術は翼溝が大きなロータディスクに適用可能であるに留まり、技術の適用範囲が狭いという課題が残る。
However, in the technique disclosed in
また、特許文献2に開示された技術においては、探触子位置を固定し、ロータを回転させて探傷するために、ロータを回転させることのできる架台などの補助用の器具が必要であるため、超音波探傷検査を行うために必要な道具、装置が大がかりなものとなる。
Further, in the technique disclosed in
従って、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、翼溝が小さい中・小型のロータであっても適用が可能であり、大型の補助用の器具を必要とせず、翼溝が周方向に彫られた形態のロータディスクであっても適用可能なタービン用ロータディスクの超音波探傷装置を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the problems of the prior art, the present invention can be applied even to a medium / small rotor having a small blade groove, and does not require a large auxiliary tool, and the blade groove is carved in the circumferential direction. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic flaw detector for a turbine rotor disk that can be applied even to a rotor disk of a specified form.
上記課題を解決するため参考発明においては、タービン用ロータディスクの亀裂及び腐食を超音波探傷探触子を用いて検出するタービン用ロータディスクの超音波探傷装置において、対面するロータディスクの両端面の、タービンの軸方向の対称位置にそれぞれ超音波信号の送信及び受信が可能な送受信探触子を配置し、一側の前記送受信探触子よりの超音波信号の反射波、他側探触子への透過波を両探触子で受信させ、前記送受信探触子で受信した少なくとも4つの波形信号により、亀裂及び腐食の有無を判定する。 In order to solve the above-described problems, in the reference invention, in an ultrasonic flaw detector for a turbine rotor disk that detects cracks and corrosion of the turbine rotor disk using an ultrasonic flaw detection probe, both end faces of the rotor disks facing each other are detected. The transmitting / receiving probe capable of transmitting and receiving ultrasonic signals is arranged at symmetrical positions in the axial direction of the turbine, and the reflected wave of the ultrasonic signal from the transmitting / receiving probe on one side, the other side probe The transmitted waves are received by both probes, and the presence or absence of cracks and corrosion is determined based on at least four waveform signals received by the transmission / reception probe.
これにより、探触子を設ける位置が翼溝歯部に限定されないため、翼溝部の大きさに関わらず適用が可能である。
また、送受信探触子を用い前記一側から発信された超音波信号の反射波及び透過波を受信することで、少なくとも4つの波形信号を得ることができ、該少なくとも4つの波形信号により亀裂及び腐食の有無を判定するため、亀裂や腐食の有無の誤判定を防止することができる。
As a result, the position where the probe is provided is not limited to the blade groove tooth portion, and can be applied regardless of the size of the blade groove portion.
Further, by receiving a reflected wave and a transmitted wave of the ultrasonic signal transmitted from the one side using a transmission / reception probe, at least four waveform signals can be obtained, and cracks and Since the presence or absence of corrosion is determined, erroneous determination of the presence or absence of cracks or corrosion can be prevented.
また、前記4つの波形信号に対応する亀裂又は腐食形態をデータベース化したデータベースを備え、該データベースに基づいて、前記4つの波形信号から前記亀裂又は腐食の形態を判別するとよい。
データベースに基づいて亀裂又は腐食の形態を判別することで、亀裂又は腐食の形態の誤判定を防止することができる。
Further, a database in which cracks or corrosion forms corresponding to the four waveform signals are stored in a database may be provided, and the crack or corrosion forms may be determined from the four waveform signals based on the database.
By discriminating the form of cracks or corrosion based on the database, erroneous determination of the form of cracks or corrosion can be prevented.
また、課題を達成するための前記参考発明の方法の発明として、タービン用ロータディスクの亀裂及び腐食を超音波探傷探触子を用いて検出するタービン用ロータディスクの超音波探傷方法において、対面するロータディスクの両端面のタービン軸方向の対称位置にそれぞれ配置された送受信探触子の一側より発信された超音波信号の反射波、他側探触子への透過波を両探触子で受信し、前記送受信探触子で受信した少なくとも4つの波形信号により、亀裂及び腐食の有無を判定する。 Further, as an invention of the method of the above-mentioned reference invention for achieving the object, in the ultrasonic testing method of a turbine rotor disk for detecting cracks and corrosion of the turbine rotor disk by using an ultrasonic testing probe, they face each other. Both probes transmit the reflected wave of the ultrasonic signal transmitted from one side of the transmitter / receiver probe arranged at the turbine axis direction symmetrical position on both ends of the rotor disk, and the transmitted wave to the other probe. The presence / absence of cracks and corrosion is determined based on at least four waveform signals received by the transmission / reception probe.
また、前記4つの波形信号に対応する亀裂又は腐食形態のデータベースに基づいて、前記4つの波形信号から前記亀裂又は腐食の形態を判別するとよい。 The crack or corrosion mode may be determined from the four waveform signals based on a database of crack or corrosion modes corresponding to the four waveform signals.
そして本発明は、上記課題を解決するために、対面するタービン用ロータディスク両端面に超音波測定探触子を配置し、該探触子対をタービンロータ軸周方向に移動しながら超音波探傷検査を行うタービン用ロータディスクの超音波探傷装置において、前記ロータディスク両面側夫々に設けられ、タービンロータ軸と同心状に周回する弧状ガイド体と、前記弧状ガイド体に取り付けられ、前記超音波測定探触子が固定される探触子固定部と、を備え、前記弧状ガイド体は、前記ロータディスクを貫通するロータ孔に設けた駆動体を介して周回可能に構成されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention arranges ultrasonic measurement probes on both end faces of a turbine rotor disk facing each other, and performs ultrasonic flaw detection while moving the probe pair in the circumferential direction of the turbine rotor. In the ultrasonic flaw detector for a turbine rotor disk to be inspected, the ultrasonic measurement is provided on each of both sides of the rotor disk and is concentric with the turbine rotor shaft, and is attached to the arc guide body. A probe fixing portion to which the probe is fixed, and the arcuate guide body is configured to be able to go around via a driving body provided in a rotor hole penetrating the rotor disk. To do.
これにより、ロータディスクの両面に配置される探触子対の位置を同期して移動させながら、ロータディスクの全周にわたっての超音波探傷検査が可能となる。さらに、探触子対の移動は駆動体を使用することで可能であるので容易且つ短時間での移動が可能であり、しかも探触子対を正確に同期して移動させることができるので正確に位置測定、制御が可能になり欠陥を高精度に検出することができる。
また、探触子対を走査して超音波探傷検査を行うため、検査に際してロータを回転させる必要がなく、大がかりな補助装置は必要ない。
さらに一般的にロータディスクに設けられているロータ孔を使用するため、新たな穴を開ける等のロータディスクの加工は必要ない。しかもロータディスクを貫通しているロータ孔を使用するので、ロータディスク5の両面に同一の機構(弧状ガイド体、探触子固定部)を設けることで、ロータディスクの両面で探触子対を同期して移動させることが容易である。
As a result, ultrasonic flaw inspection over the entire circumference of the rotor disk can be performed while the positions of the probe pairs arranged on both sides of the rotor disk are moved synchronously. Furthermore, since the probe pair can be moved by using a driving body, the probe pair can be moved easily and in a short time, and the probe pair can be moved accurately and synchronously. In addition, position measurement and control can be performed, and defects can be detected with high accuracy.
Further, since the ultrasonic flaw detection inspection is performed by scanning the probe pair, it is not necessary to rotate the rotor at the time of inspection, and a large auxiliary device is not required.
Further, since the rotor hole provided in the rotor disk is generally used, it is not necessary to process the rotor disk such as making a new hole. Moreover, since the rotor hole penetrating the rotor disk is used, by providing the same mechanism (arc-shaped guide body, probe fixing portion) on both surfaces of the
また、前記探触子固定部は、前記超音波測定探触子を、ロータ径方向に位置調整可能な調整治具を備えているとよい。
これにより、前記超音波測定探触子の位置調整が容易になる。
The probe fixing unit may include an adjustment jig capable of adjusting the position of the ultrasonic measurement probe in the rotor radial direction.
Thereby, the position adjustment of the ultrasonic measurement probe is facilitated.
以上記載のごとく本発明によれば、翼溝が小さい中・小型のロータであっても適用が可能であり、大型の補助用の器具を必要とせず、翼溝が周方向に彫られた形態のロータディスクであっても適用可能なタービン用ロータディスクの超音波探傷装置及び超音波探傷方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, the present invention can be applied even to a medium / small rotor having a small blade groove, and does not require a large auxiliary tool, and the blade groove is carved in the circumferential direction. It is possible to provide an ultrasonic flaw detection apparatus and an ultrasonic flaw detection method for a turbine rotor disk that can be applied even to a rotor disk of this type.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, but are merely illustrative examples. Not too much.
本参考発明の超音波探傷装置に係る実施形態について説明する。
図1は、実施例における超音波探傷検査を行うロータディスクに設けられた翼溝周辺の一部を示している。図1において、ロータディスク5には、翼を植え込むための翼溝を設けることにより形成される翼溝歯部6が構成されている。なお、図1におけるA方向はタービンの軸方向を示しており、B方向はタービンロータの径方向を示している。即ち図1において翼溝歯部6は、ロータディスク5の外周側に形成されている。
An embodiment according to an ultrasonic flaw detector of the present invention will be described.
FIG. 1 shows a part of the periphery of a blade groove provided in a rotor disk that performs ultrasonic flaw detection in an embodiment. In FIG. 1, the
また、ロータディスク5における翼溝歯部6の内周側(以下ディスク部と称する)7の両端面8にはそれぞれ超音波探傷探触子9a、9bが設けられる。
2つの探触子9a、9bは、タービンの軸方向Aに沿って対称位置に設置されている。さらに、2つの探触子9a、9bは、何れも超音波を発信及び受信が可能なものである。
2つの探触子9a、9bは、タービンの軸方向Aに対して30〜70°までの範囲で任意の入射角で超音波を発信することができるものを用い、前記入射角とディスクの厚さによって探触子9a、9bの位置を決定して配置される。
Further,
The two
The two
次に、超音波探傷検査により翼溝歯部6に生じた亀裂、腐食などの欠陥を検出する手順について図1及び図2を用いて説明する。
まず、一方の探触子9aよりタービンの軸方向Aと同方向に超音波Oを発信する。一方の探触子9aより発信された超音波を他方の探触子9bで受信することで、2つの探触子9a、9bがタービンの軸方向Aに沿って対称位置に設置されているかどうか確認する。2つの探触子9a、9bがタービンの軸方向Aに沿って対称位置に設置されていない場合には一方(9a若しくは9b)又は両方の探触子9a、9bの位置を調整し、再度一方の探触子9aよりタービンの軸方向Aと同方向に超音波を発信して2つの探触子9a、9bがタービンの軸方向Aと同方向に沿って対称位置に設置されているかどうか確認する。2つの探触子9a、9bがタービンの軸方向Aと同方向に設置されていることが確認されるまで、探触子9a、9bの位置調整と、一方の探触子9aよりタービンの軸方向Aと同方向に発信することによる探触子9a、9bの位置確認とを繰り返す。
Next, a procedure for detecting defects such as cracks and corrosion generated in the
First, the ultrasonic wave O is transmitted from the one
次に、図1に示したように一方の探触子9aより欠陥10に向けて超音波aを発信する。該超音波aの欠陥10による反射波1を超音波aを発信した側の探触子9aで受信するとともに、超音波aの欠陥10での透過波2を他側の探触子9bで受信する。
Next, as shown in FIG. 1, the ultrasonic wave a is transmitted toward the
また、図1に示したように一方の探触子9aから超音波aを発信するとともに、図2に示したように探触子9bより欠陥10に向けて超音波bを発信する。該超音波bの欠陥10での透過波を探触子9aで受信するとともに、超音波bの欠陥10での反射波4を探触子9bで受信する。
Further, the ultrasonic wave a is transmitted from one
即ち、探触子9aから発信された超音波aの反射波(探触子9aで受信)、探触子9aから発信された超音波aの透過波(探触子9bで受信)、探触子9bから発信された超音波bの透過波(探触子9aで受信)、探触子9bから発信された超音波bの反射波(探触子9bで受信)の4種類の超音波探傷波形(以下、UT波形と称する)を確認することができる。
この4種類のUT波形により、欠陥10を評価する。
That is, the reflected wave of the ultrasonic wave a transmitted from the
The
前記4種類のUT波形による欠陥10の評価について説明する。
あらかじめ、亀裂、腐食ピットなどの欠陥を入れたロータディスク5の翼溝歯部6周辺を模した試験体を作成し、亀裂、腐食ピットとUT波形の関係のデータベースをあらかじめ作っておく。
The evaluation of the
A test body imitating the periphery of the blade
あらかじめ作られた亀裂、腐食ピットとUT波形の関係のデータベースの一例について図3を用いて説明する。
図3において、最左列の亀裂A、亀裂B、亀裂C、亀裂D、腐食ピットA、腐食ピットB、腐食ピットCはそれぞれ左2列目に図示した欠陥図に対応する欠陥が生じていることを意味している。
また、図3において1波形、2波形、3波形、4波形で示した列は、それぞれ図1、図2に示した反射波1、透過波2、透過波3、反射波4のUT波形を意味しており、欄内○であればUT波形にきずエコーが観察され、欄内×であればUT波型にきずエコーが観察されなかったことを表している。
An example of a database of relations between cracks, corrosion pits and UT waveforms created in advance will be described with reference to FIG.
In FIG. 3, in the leftmost column, crack A, crack B, crack C, crack D, corrosion pit A, corrosion pit B, and corrosion pit C each have a defect corresponding to the defect diagram illustrated in the second column on the left. It means that.
In FIG. 3, the columns indicated by 1 waveform, 2 waveforms, 3 waveforms, and 4 waveforms indicate the UT waveforms of reflected
図1、図2に示したように反射波1、透過波2、透過波3、反射波4の波形を確認し、該波形を図3に示したようなデータベースと照合することで、欠陥10の形態を予測することができ、欠陥10の評価が可能となる。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the waveforms of the reflected
図4は、図1、図2に示したようにして反射波1、透過波2、透過波3、反射波4を確認したときに観察されたUT波形の一例を示した図である。図4(a)は反射波1のUT波形、図4(b)は透過波2のUT波形、図4(c)は透過波3のUT波形、図4(d)は反射波4のUT波形の一例を示している。
図4に示したようなUT波形が観察されたとき、図4各図から図4(b)、図4(c)のみできずエコーが確認できる。この波形は図3においては、1波形×、2波形○、3波形○、4波形×に相当するので、欠陥は亀裂Bであると評価することができる。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a UT waveform observed when the reflected
When a UT waveform as shown in FIG. 4 is observed, echoes can be confirmed from each of FIGS. 4A and 4B, not only FIGS. 4B and 4C. In FIG. 3, this waveform corresponds to 1 waveform × 2 waveforms ○, 3 waveforms ○, 4 waveforms ×, so that the defect can be evaluated as a crack B.
なお、本参考発明の実施例においては2つの探触子9a、9bをタービンの軸方向Aに沿って対称位置に設置し、4種類のUT波形を使用して欠陥10の評価を行ったが、例えばロータディスク5における翼溝歯部6のディスク部7の両端面8に、それぞれ2つずつ超音波探傷探触子を設け16種類のUT波形から欠陥10を評価することもできる。この場合、探触子の設置、図3に相当するデータベースの作成に時間及び手間がかかるものの、より正確に欠陥10の評価を行うことが可能となる。さらに、前記両端面8にそれぞれ3つ以上の探触子を設けてもよいことはもちろんである。
なお、前記両端面8にそれぞれ2つ以上探触子を設ける場合には、両端面それぞれに同数かつタービンの軸方向Aに沿って対称位置に設置する必要がある。
In the embodiment of the present invention, the two
When two or more probes are provided on each of the both end faces 8, it is necessary to install the same number on both end faces and symmetrical positions along the axial direction A of the turbine.
次に、図1〜図4を用いて説明した超音波探傷検査の手法を適用し、2つの探触子9を同期して移動し、ロータディスク全周にわたって超音波探傷試験を行うための超音波探傷装置について説明する。
Next, the ultrasonic flaw inspection method described with reference to FIGS. 1 to 4 is applied, the two
まずロータディスク5について説明する。
図5は、本発明の超音波探傷装置が適用されるタービンロータの概略図である。図5においてC部に示したタービンロータ12を構成するロータディスク5に、本発明の超音波探傷装置が適用される。
First, the
FIG. 5 is a schematic view of a turbine rotor to which the ultrasonic flaw detector of the present invention is applied. The ultrasonic flaw detector of the present invention is applied to the
図6は超音波探傷装置を取り付けた状態のロータディスク5の正面図であり、図7は超音波探傷装置を取り付けた状態のロータディスク5の部分側面図である。
FIG. 6 is a front view of the
ロータディスク5には、図6に示したようにその中心部にはロータ軸36が貫通している。ロータ軸36はロータディスク5と一体化している場合もある。
さらに、ロータ軸36の周囲には複数(図6においては4個)のロータ孔16が設けられている。
As shown in FIG. 6, the
Further, a plurality (four in FIG. 6) of rotor holes 16 are provided around the
このようなロータディスク5に取り付けられる超音波探傷装置について図6及び図7を用いて説明する。
超音波探傷装置は、両端に歯車32が取り付けられたシャフト38と、下側レール18及び上側レール19と、バネ26を介して探触子9が取り付けられる伸縮機構24とから主に構成されている。
An ultrasonic flaw detector attached to such a
The ultrasonic flaw detector is mainly composed of a shaft 38 having gears 32 attached to both ends, a lower rail 18 and an upper rail 19, and a
下側レール18は、正面円状の形状をしており、マグネット等の固定手段によりロータ軸36と同心円状にロータディスク5に固定されている。下側レール18は、ロータディスク5の両面それぞれに固定して設置される。
上側レール19は、正面円状の形状をしており、下側レール18に沿って移動可能に取り付けられている。また、上側レール19の内周側は歯車形状であり、後述する歯車32と係合可能に形成されている。
なお、下側レール18及び上側レール19は、本実施例においては正面円状の形状としたが、正面半円状など、円の一部を構成する正面弧状の形状とすることもできる。この場合、下側レール18及び上側レール19の設置が容易になる。
The lower rail 18 has a front circular shape, and is fixed to the
The upper rail 19 has a front circular shape and is movably attached along the lower rail 18. Further, the inner peripheral side of the upper rail 19 has a gear shape and is formed so as to be capable of engaging with a gear 32 described later.
The lower rail 18 and the upper rail 19 have a front circular shape in this embodiment, but may have a front arc shape that forms a part of a circle, such as a front semicircle. In this case, installation of the lower rail 18 and the upper rail 19 is facilitated.
シャフト38は、両端に歯車32が取り付けられるとともに、ロータ孔16を貫通して設置されている。シャフト38の両端に取り付けられた歯車32は、それぞれ上側レール19の内周側の歯車形状部分と係合可能に配置される。
上側レール19の内周側と歯車32を係合可能とするためには、ロータ孔16の位置を考慮して、下側レール18及び上側レール19の径と、歯車32の径を適切に設定すればよい。
The shaft 38 has gears 32 attached to both ends and is installed through the
In order to enable engagement of the gear 32 with the inner peripheral side of the upper rail 19, the diameter of the lower rail 18 and the upper rail 19 and the diameter of the gear 32 are appropriately set in consideration of the position of the
さらに、上側レール22の外周側には、ボルトとナット等の接続手段30により伸縮機構24が固定して接続されている。伸縮機構24にはバネ26を介して探触子9が取り付けられている。バネ26を圧縮バネとし、伸縮機構24にバネ26を介して探触子9を取り付けることで、バネ26の弾性力により探触子9をロータディスク5に確実に接触させている。
Further, an expansion /
図8はバネ26を介して探触子9が取り付けられた伸縮機構24の斜視図である。
伸縮機構24は内筒24aと外筒24bとから構成され、内筒24aの外側にはおねじ、外筒24bの内側にはめねじが形成され、前記おねじとめねじを螺合させて図8に示したD方向に伸縮可能となっている。
FIG. 8 is a perspective view of the
The expansion /
探触子9は、図1、図2に示した探触子9a、9bに対応するものであり、超音波を送信及び受信が可能なものである。
The
図5〜図8を用いて説明した構成において、超音波探傷検査を行う手順について説明する。
まず、図1を用いて説明した手順と同様にして、一方の探触子9から他方の探触子9へタービンの軸方向と同方向に超音波を発信して、2つの探触子9がタービンの軸方向に沿って対称位置に設置されているかどうか確認し、必要に応じて前記対称位置に設置されるように調整する。
A procedure for performing an ultrasonic flaw detection in the configuration described with reference to FIGS.
First, in the same manner as described with reference to FIG. 1, an ultrasonic wave is transmitted from one
次に、図1を用いて説明した手順と同様にして、2つの探触子9両方から超音波を発信し、2つの探触子9それぞれで反射波、透過波を受信し、図3に示したようなデータベースを用いて欠損を評価する。
Next, in the same manner as described with reference to FIG. 1, ultrasonic waves are transmitted from both of the two
次に、探触子9からの超音波の発信並びに反射波、透過波の受信及びデータベースを用いた欠損の評価を継続したまま、歯車回転用レバー34を手動又は自動で回す。歯車回転用レバー34を回すことで、シャフト38が回転し、シャフト38の両端に設けた歯車32も回転する。歯車32の回転に伴い上側レール22が下側レール18に沿って移動し、上側レール22に取り付けられた伸縮機構24及び伸縮機構24にバネ26を介して取り付けられた探触子9がロータ軸36と同心円状に回転する。即ち歯車回転用レバー34を回すことで、ロータディスク5の両面に設けた2つの探触子9が、同期してロータ軸36と同心円状に回転する。
Next, the gear rotation lever 34 is manually or automatically rotated while continuing to transmit ultrasonic waves from the
これにより、ロータディスク5の両面に配置される2つの探触子9の位置を同期して移動させながら、ロータディスク5の全周にわたって超音波探傷検査が可能となる。さらに、2つの探触子9の移動は歯車回転用レバー34を回すだけで可能であるので容易且つ短時間での移動が可能であり、しかも2つの探触子9を正確に同期して移動させることができるので正確に位置測定、制御が可能になり欠陥を高精度に検出することができる。
また、探触子9を走査して超音波探傷検査を行うため、検査に際してロータを回転させる必要がなく、大がかりな補助装置は必要ない。
さらに通常ロータディスク5に設けられているロータ孔16を使用するため、新たな穴を開ける等のロータディスク5の加工は必要ない。しかもロータディスク5を貫通しているロータ孔を使用するので、ロータディスク5の両面に同一の機構(歯車32、下側レール18、上側レール22、伸縮機構24など)を設けることで、ロータディスク5の両面の探触子9を同期して移動させることが容易になる。
As a result, ultrasonic flaw detection can be performed over the entire circumference of the
Further, since the ultrasonic inspection is performed by scanning the
Furthermore, since the
なお、図5〜図8を用いて説明した機構は、図1〜図4を用いて説明した本発明の超音波探傷検査の手法に留まらず、連動して2つ以上の探触子を移動させる必要がある超音波探傷検査には適用が可能である。例えば図7に示した2つの探触子9のうち一方が超音波発信専用、他方が超音波受信専用であるような場合においても、適用が可能である。また、周方向に翼溝加工されたロータの探傷においても適用することが可能である。
The mechanism described with reference to FIGS. 5 to 8 is not limited to the ultrasonic flaw detection method of the present invention described with reference to FIGS. 1 to 4, and two or more probes are moved in conjunction with each other. It can be applied to ultrasonic flaw detection that needs to be performed. For example, the present invention can be applied even when one of the two
翼溝が小さい中・小型のロータであっても適用が可能であり、大型の補助用の器具を必要とせず、翼溝が周方向に彫られた形態のロータディスクであっても適用可能なタービン用ロータディスクの超音波探傷装置及び超音波探傷方法として利用することができる。 Applicable even to medium and small rotors with small blade grooves, no need for large auxiliary tools, and applicable to rotor disks with blade grooves carved in the circumferential direction The present invention can be used as an ultrasonic flaw detection apparatus and an ultrasonic flaw detection method for a turbine rotor disk.
5 ロータディスク
6 翼溝歯部
7 ディスク部
8 ディスク部の両端面
9a、9b 探触子
10 欠陥
12 タービンロータ
16 ロータ孔
18 下側レール
22 上側レール
24 伸縮機構
26 バネ
32 歯車
34 歯車回転用レバー
36 ロータ軸
38 シャフト
DESCRIPTION OF
Claims (2)
該探触子対をタービンロータ軸周方向に移動しながら超音波探傷検査を行うタービン用ロータディスクの超音波探傷装置において、
前記ロータディスク両面側夫々に設けられ、タービンロータ軸と同心状に周回する弧状ガイド体と、
前記弧状ガイド体に取り付けられ、前記超音波測定探触子が固定される探触子固定部と、を備え、
前記弧状ガイド体は、前記ロータディスクを貫通するロータ孔に設けた駆動体を介して周回可能に構成されていることを特徴とするタービン用ロータディスクの超音波探傷装置。 Place ultrasonic measuring probes on both end faces of the turbine rotor disk facing each other,
In an ultrasonic flaw detector for a turbine rotor disk that performs ultrasonic flaw detection while moving the probe pair in the circumferential direction of the turbine rotor axis,
An arcuate guide body provided on each side of the rotor disk and concentrically with the turbine rotor shaft;
A probe fixing portion attached to the arcuate guide body and to which the ultrasonic measurement probe is fixed;
An ultrasonic flaw detection apparatus for a rotor disk for a turbine, wherein the arcuate guide body is configured to be able to go around via a driving body provided in a rotor hole penetrating the rotor disk.
The ultrasonic probe of the turbine rotor disk according to claim 1, wherein the probe fixing portion includes an adjustment jig capable of adjusting the position of the ultrasonic measurement probe in the rotor radial direction. apparatus.
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