JP2013088346A - Three-dimensional ultrasonic flaw inspection method for turbine rotor blade fork - Google Patents

Three-dimensional ultrasonic flaw inspection method for turbine rotor blade fork Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a three-dimensional ultrasonic flaw inspection method for inspecting ultrasonic flaws of a stress part of a turbine rotor blade thoroughly and reducing a time for flaw inspection.SOLUTION: In the three-dimensional ultrasonic flaw inspection method for a turbine rotor blade fork which rotates and scans a sector scanning surface scanning an angle of refraction in an arch shape, with an angle of rotation of the sector scanning surface where a pin hole is detected by providing a step for detecting pin holes as a starting point, three-dimensional rotation scanning is performed to the sector scanning surface at angle pitch smaller than 2.7°, and the angle of rotation of the scanning surface where a step is detected by providing a step for detecting steps is regarded as an end point or rotation scanning.

Description

本発明は、タービン動翼フォークの超音波探傷方法に係り、特に探傷精度を高く保ちつつ探傷時間を短縮できる超音波探傷方法に関する。   The present invention relates to an ultrasonic flaw detection method for a turbine blade fork, and more particularly to an ultrasonic flaw detection method capable of shortening a flaw detection time while maintaining high flaw detection accuracy.

図11、図12に示すように、発電プラントのタービンは製作性と整備性の向上のため回転軸4と動翼2を別々に製作し、回転軸4上のディスク3と段差8のあるタービン動翼フォーク(以下フォークという)を組み合わせ、ディスク3とフォーク5のピン穴6にピン7を挿入して両者を固定している。   As shown in FIGS. 11 and 12, in the turbine of the power plant, the rotating shaft 4 and the moving blade 2 are separately manufactured to improve the manufacturability and maintainability, and the turbine having the disk 3 on the rotating shaft 4 and the step 8 is provided. A rotor blade fork (hereinafter referred to as a fork) is combined, and a pin 7 is inserted into a pin hole 6 of the disk 3 and the fork 5 to fix them.

図13に示すように、タービンの回転に伴いピン穴6の100の位置に応力が発生する。このため応力部100の健全性を超音波探傷法(Ultrasonic Testing:UT)により検査している。UTは検査対象内に超音波を送信し欠陥からの反射波(エコー)を受信する検査方法であり、エコーの有無が欠陥の有無に対応する。   As shown in FIG. 13, stress is generated at the position 100 of the pin hole 6 with the rotation of the turbine. For this reason, the soundness of the stress part 100 is inspected by an ultrasonic flaw detection method (Ultrasonic Testing: UT). UT is an inspection method in which ultrasonic waves are transmitted into an inspection object and a reflected wave (echo) from a defect is received, and the presence or absence of an echo corresponds to the presence or absence of a defect.

従来のピン穴応力部のUTでは、図14に示すようにタービンの回転軸と垂直で回転方向と平行に設けたフォーク5の側面平面部であるセンサ設置面101に超音波センサ(UTセンサ)1を設置し、UTセンサ1を回転・平行移動させながら応力部100に超音波を入射させていた(特許文献1)。この探傷方法では、図15Aの基準サンプル探傷例に示すようにピン穴周辺の形状信号を基準信号として検出する。図15Aと対比すると、図15Bの探傷例に示すように欠陥信号が形状信号近辺に検出される。   In the conventional UT of the pin hole stress portion, as shown in FIG. 14, an ultrasonic sensor (UT sensor) is provided on the sensor installation surface 101 which is a side plane portion of the fork 5 provided perpendicular to the rotation axis of the turbine and parallel to the rotation direction. 1 was installed, and ultrasonic waves were incident on the stress portion 100 while rotating and translating the UT sensor 1 (Patent Document 1). In this flaw detection method, as shown in the reference sample flaw detection example in FIG. 15A, a shape signal around the pin hole is detected as a reference signal. 15A, a defect signal is detected in the vicinity of the shape signal as shown in the flaw detection example of FIG. 15B.

特許4474395号公報Japanese Patent No. 4474395

上記の特許文献1では、手動あるいはアクチュエータにより機械的にUTセンサを移動させるため、センサ方向のずれによって超音波が送受信されない領域が生じる可能性がある。また、機械的にUTセンサを移動させるため、検査に時間がかかるという問題がある。   In the above-mentioned Patent Document 1, since the UT sensor is mechanically moved manually or by an actuator, there is a possibility that an area in which ultrasonic waves are not transmitted / received due to a deviation in sensor direction may occur. Further, since the UT sensor is mechanically moved, there is a problem that it takes time for inspection.

本発明は、探傷検査時間を短縮してフォークの応力部をくまなく探傷可能な3次元超音波探傷方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a three-dimensional ultrasonic flaw detection method capable of reducing flaw detection inspection time and flaw detection throughout a stress portion of a fork.

本発明は、タービン本体にピン接合するためのピン穴と段差を有するフォークに対し、超音波センサ、超音波探傷装置、制御装置により円弧状に屈折角を走査する超音波のセクタ走査面を回転走査して探傷するタービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法において、前記フォークのピン穴を検出するピン穴検出ステップと、前記フォークの3次元超音波探傷を実行する超音波探傷ステップと、前記フォークの段差を検出する段差検出ステップを有し、前記ピン穴検出ステップは、前記フォークの前記ピン穴エコーを検出するピン穴エコー検出確認ステップを有し、前記超音波探傷ステップは、前記フォークに対し前記セクタ走査面を回転走査する角度ピッチを2.7°未満に決定する走査回転角ピッチ決定ステップを有し、前記段差検出ステップは、前記フォークの段差エコーを検出する段差エコー検出確認ステップを有することを特徴とする。   The present invention rotates an ultrasonic sector scan surface that scans a refraction angle in an arc shape by an ultrasonic sensor, an ultrasonic flaw detector, and a control device with respect to a fork having a pin hole and a step for pin joining to a turbine body. In a three-dimensional ultrasonic flaw detection method for a turbine blade fork that scans and flaws, a pin hole detection step that detects a pin hole of the fork, an ultrasonic flaw detection step that executes a three-dimensional ultrasonic flaw of the fork, A step detecting step for detecting a step of the fork, wherein the pin hole detecting step includes a pin hole echo detection confirming step for detecting the pin hole echo of the fork, and the ultrasonic flaw detection step is performed on the fork. And a step of determining a rotation angle of rotation for determining an angular pitch for rotationally scanning the sector scanning plane to be less than 2.7 °. -Up is characterized by having a step echo detection confirmation step of detecting a step echoes of the fork.

また、タービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法において、前記ピン穴エコー検出確認ステップで、前記ピン穴エコーを検出したセクタ走査面の回転角度をセクタ走査面の回転走査の開始点あるいは終了点とすることを特徴とする。   In the three-dimensional ultrasonic flaw detection method for a turbine blade fork, the rotation angle of the sector scanning surface in which the pinhole echo is detected in the pinhole echo detection confirmation step is set as the start point or the end point of the rotational scanning of the sector scanning surface. It is characterized by.

またタービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法において、前記段差エコー検出確認ステップで、前記段差エコーを検出したセクタ走査面の回転角度をセクタ走査面の回転走査の終了点あるいは開始点とすることを特徴とする。   In the three-dimensional ultrasonic flaw detection method for a turbine blade fork, the rotation angle of the sector scanning surface in which the step echo is detected in the step echo detection confirmation step is set as the end point or start point of the rotational scanning of the sector scanning surface. It is characterized by.

またタービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法において、前記ピン穴エコー検出確認ステップで前記ピン穴を検出したセクタ走査面の回転角度をセクタ走査面の回転走査の開始点あるいは終了点とし、前記段差エコー検出確認ステップで前記段差を検出したセクタ走査面の回転角度をセクタ走査面の回転走査の終了点あるいは開始点とすることを特徴とする。   Further, in the three-dimensional ultrasonic flaw detection method for a turbine blade fork, the rotation angle of the sector scanning surface in which the pin hole is detected in the pin hole echo detection confirmation step is set as the start point or the end point of the rotational scanning of the sector scanning surface, The rotation angle of the sector scanning surface in which the step is detected in the step echo detection confirmation step is defined as the end point or start point of the rotational scanning of the sector scanning surface.

また、タービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法において、前記ピン穴検出ステップは、UTセンサ設置ステップと、測定開始信号入力ステップと、ピン穴エコー検出確認ステップと、探傷開始点決定ステップを有し、前記超音波探傷ステップは、セクタ走査面の回転角ピッチ決定ステップと、遅延時間決定ステップと、超音波探傷ステップを有し、前記段差検出ステップは、超音波探傷結果処理・表示ステップと、段差エコー検出確認ステップを有することを特徴とする。   In the three-dimensional ultrasonic flaw detection method for a turbine blade fork, the pin hole detection step includes a UT sensor installation step, a measurement start signal input step, a pin hole echo detection confirmation step, and a flaw detection start point determination step. The ultrasonic flaw detection step includes a rotation angle pitch determination step of a sector scanning surface, a delay time determination step, and an ultrasonic flaw detection step, and the step detection step includes an ultrasonic flaw detection result processing / display step, It has a step echo detection confirmation step.

さらに、フォークに対し、超音波センサ、超音波探傷装置と制御装置によりセクタ走査面を回転走査して前記フォークを探傷するタービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法において、
前記フォーク形状を前記制御装置に入力するフォーク形状データ入力ステップと、前記フォーク上の前記超音波センサ位置を決定するセンサ位置測定ステップと、前記フォークを3次元探傷する超音波探傷ステップとを有し、前記センサ位置測定ステップはさらに、前記フォーク上において次式で記述される角度φ以下の角度ピッチでセクタ走査面を回転走査するセクタ走査回転角ピッチ決定ステップと、
φ=cos−1[(a+b−2r)÷(2・a・b)]
a=√[(Δy−r)+Δx
b= √[ Δy+(Δx−r)
Δx:フォーク幅[m]
Δy:フォーク上端とピン穴中心との距離[m]
r:ピン穴半径[m]
角度ピッチφで前記セクタ走査面を回転走査する超音波送受信ステップと、
前記超音波センサ位置を決定するセンサ位置解析ステップを有することを特徴とする。
Furthermore, in the three-dimensional ultrasonic flaw detection method for a turbine rotor blade fork in which the fork is flaw-detected by rotationally scanning the sector scanning surface with an ultrasonic sensor, an ultrasonic flaw detection device and a control device with respect to the fork,
A fork shape data input step for inputting the fork shape to the control device, a sensor position measuring step for determining the position of the ultrasonic sensor on the fork, and an ultrasonic flaw detection step for three-dimensional flaw detection of the fork. The sensor position measuring step further includes a sector scanning rotation angle pitch determining step for rotationally scanning the sector scanning surface at an angle pitch equal to or less than the angle φ described by the following equation on the fork:
φ = cos −1 [(a 2 + b 2 −2r 2 ) ÷ (2 · a · b)]
a = √ [(Δy−r) 2 + Δx 2 ]
b = √ [Δy 2 + (Δx−r) 2 ]
Δx: Fork width [m]
Δy: Distance between upper end of fork and pin hole center [m]
r: Pin hole radius [m]
An ultrasonic transmission / reception step of rotationally scanning the sector scanning surface at an angular pitch φ;
A sensor position analyzing step for determining the position of the ultrasonic sensor is provided.

さらに、タービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法において、前記フォークを3次元探傷する超音波探傷ステップは、セクタ走査面の回転角範囲を決定し、セクタ走査面の回転角ピッチを2.7°未満の範囲で決定するセクタ走査面の回転角ピッチ決定ステップと、超音波の遅延時間決定ステップと前記フォークの3次元超音波探傷を実行する超音波探傷ステップを有することを特徴とする。   Further, in the three-dimensional ultrasonic flaw detection method for a turbine blade fork, the ultrasonic flaw detection step for three-dimensional flaw detection of the fork determines the rotation angle range of the sector scanning surface and sets the rotation angle pitch of the sector scanning surface to 2.7. A rotation angle pitch determination step of the sector scanning plane determined within a range of less than 0 °, an ultrasonic delay time determination step, and an ultrasonic flaw detection step for executing the three-dimensional ultrasonic flaw detection of the fork.

さらに、前記センサ位置測定ステップは、前記フォークの前記ピン穴のうち二つのピン穴と前記超音波センサとの距離を測定して前記超音波センサが存在するエリアを決定することを特徴とする。   Furthermore, the sensor position measuring step is characterized in that an area where the ultrasonic sensor exists is determined by measuring a distance between two pin holes of the pin hole of the fork and the ultrasonic sensor.

さらに、前記センサ位置測定ステップは、前記フォークの前記ピン穴及び前記フォークの前記段差と前記超音波センサとの距離を測定し、前記エリア内で前記超音波センサの存在する第1の曲線を決定することを特徴とする。   Further, the sensor position measuring step measures a distance between the pin hole of the fork and the step of the fork and the ultrasonic sensor, and determines a first curve where the ultrasonic sensor exists in the area. It is characterized by doing.

さらに、前記センサ位置測定ステップは、前記フォークの前記ピン穴及び前記段差と異なる位置の段差と前記超音波センサとの距離を測定し、前記超音波センサの存在する第2の曲線を決定し、前記第1の曲線と第2の曲線の交点を前記超音波センサ位置とすることを特徴とする。   Further, the sensor position measuring step measures a distance between the pin hole of the fork and the step different from the step and the ultrasonic sensor, and determines a second curve in which the ultrasonic sensor exists, The intersection of the first curve and the second curve is the ultrasonic sensor position.

さらに、前記センサ位置測定ステップで測定された、前記ピン穴が検出されるセクタ走査面の回転角度をセクタ走査面の回転走査の開始点あるいは終了点とすることを特徴とする。   Further, the rotation angle of the sector scanning surface where the pin hole is detected, measured in the sensor position measuring step, is set as the start point or the end point of the rotational scanning of the sector scanning surface.

さらに、前記センサ位置測定ステップで測定された、前記段差が検出されるセクタ走査面の走査方向をセクタ走査面の回転走査の終了点あるいは開始点とすることを特徴とする。   Further, the scanning direction of the sector scanning surface where the step is detected, which is measured in the sensor position measuring step, is set as the end point or the starting point of the rotational scanning of the sector scanning surface.

さらに、前記超音波センサの設置位置を評価するステップで測定されたピン穴が検出されるセクタ走査面の回転角度をセクタ走査面の回転走査の開始点あるいは終了点とし、段差を検出したセクタ走査面の走査方向をセクタ走査面の回転走査の終了点あるいは開始点とすることを特徴とする。   Further, the sector scan in which the step is detected by using the rotation angle of the sector scanning surface where the pin hole measured in the step of evaluating the installation position of the ultrasonic sensor is detected as the start or end point of the rotational scanning of the sector scanning surface. The scanning direction of the surface is the end point or the starting point of the rotational scanning of the sector scanning surface.

本発明によれば、ピン穴と段差を有するフォークに対し、超音波センサ、超音波探傷装置、制御装置により超音波のセクタ走査面を回転走査するタービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法において、ピン穴検出ステップと、3次元超音波探傷を実行する超音波探傷ステップと、段差検出ステップを有し、ピン穴検出ステップは、フォークのピン穴を検出するピン穴検出確認ステップを有し、超音波探傷ステップはフォークに対し超音波のセクタ走査面を2.7°未満の回転角ピッチとして決定する走査回転角ピッチ決定ステップを有し、段差検出ステップは、フォークの段差を検出する段差検出確認ステップを有することにより、
フォーク穴部の応力範囲を所定値以下の角度ピッチで探傷できるので、3次元超音波探傷の確実性が向上する。また、フォークの超音波探傷走査を電気的制御により実行するため、機械的にUTセンサを移動させる従来の超音波探傷方法よりも検査時間を低減し、正確な走査範囲の設定によりデータ処理量を削減して検査時間を短縮することができる。
According to the present invention, in a three-dimensional ultrasonic flaw detection method for a turbine blade fork in which a fork having a pin hole and a step is rotated and scanned by an ultrasonic sensor, an ultrasonic flaw detector, and a control device. , A pin hole detection step, an ultrasonic flaw detection step for performing three-dimensional ultrasonic flaw detection, and a step detection step, the pin hole detection step has a pin hole detection confirmation step for detecting the pin hole of the fork, The ultrasonic flaw detection step has a scanning rotation angle pitch determination step for determining the ultrasonic sector scanning plane with respect to the fork as a rotation angle pitch of less than 2.7 °, and the step detection step detects the step of the fork. By having a confirmation step
Since the stress range of the fork hole can be detected at an angle pitch equal to or less than a predetermined value, the reliability of the three-dimensional ultrasonic inspection is improved. In addition, since the ultrasonic flaw detection scan of the fork is executed by electrical control, the inspection time is reduced compared with the conventional ultrasonic flaw detection method in which the UT sensor is mechanically moved, and the data processing amount is reduced by setting the accurate scan range. This can reduce the inspection time.

本発明の実施例1の超音波探傷システムを示すブロック図。1 is a block diagram showing an ultrasonic flaw detection system according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施例1の超音波センサの構造を示す模式図。1 is a schematic diagram showing the structure of an ultrasonic sensor according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施例1の3次元超音波探傷方法を示す模式図。The schematic diagram which shows the three-dimensional ultrasonic flaw detection method of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の遅延時間の評価例を示すグラフ。The graph which shows the example of evaluation of the delay time of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の超音波3次元走査方法を示す説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Explanatory drawing which shows the ultrasonic three-dimensional scanning method of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の超音波3次元走査方法を示す説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Explanatory drawing which shows the ultrasonic three-dimensional scanning method of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の超音波探傷方法を示すフローチャート。1 is a flowchart showing an ultrasonic flaw detection method according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施例1の受信強度のセクタ走査面回転角を示す模式図。The schematic diagram which shows the sector scanning surface rotation angle of the receiving intensity of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の受信強度のセクタ走査面回転角依存性を示すグラフ。6 is a graph showing the sector scan plane rotation angle dependency of the reception intensity according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施例2の超音波探傷方法を示すフローチャート。7 is a flowchart showing an ultrasonic flaw detection method according to Embodiment 2 of the present invention. 本発明の実施例2のセンサ位置測定ステップにおけるセクタ走査面回転走査ピッチ決定方法を示す説明図。Explanatory drawing which shows the sector scanning surface rotation scanning pitch determination method in the sensor position measurement step of Example 2 of this invention. 本発明の実施例2のセンサ位置評価方法を示す説明図。Explanatory drawing which shows the sensor position evaluation method of Example 2 of this invention. 本発明の実施例2のセンサ位置評価方法を示す説明図。Explanatory drawing which shows the sensor position evaluation method of Example 2 of this invention. 本発明の実施例2のセンサ位置評価方法を示す説明図。Explanatory drawing which shows the sensor position evaluation method of Example 2 of this invention. 本発明の実施例2のセンサ位置評価方法を示す説明図。Explanatory drawing which shows the sensor position evaluation method of Example 2 of this invention. 従来例のタービンを示す説明図。Explanatory drawing which shows the turbine of a prior art example. 従来例のタービン動翼フォークを示す斜視図。The perspective view which shows the turbine bucket fork of a prior art example. 従来例のタービン動翼フォークの応力部を示す斜視図。The perspective view which shows the stress part of the turbine rotor blade fork of a prior art example. 従来例のタービン動翼フォークの超音波探傷方法を示す模式図。The schematic diagram which shows the ultrasonic flaw detection method of the turbine rotor blade fork of a prior art example. 従来例のタービン動翼フォークの健全部の超音波探傷例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example of ultrasonic flaw detection of the healthy part of the turbine blade fork of a prior art example. 従来例のタービン動翼フォークの欠陥部の超音波探傷例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example of ultrasonic flaw detection of the defective part of the turbine rotor blade fork of a prior art example.

以下、本発明の実施の形態を、実施例につき図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は、実施例1における超音波探傷システムを示すブロック図である。実施例1における超音波探傷システムは、フェーズドアレイ超音波センサからなるUTセンサ1、超音波探傷装置10、データ処理装置および超音波探傷条件を決定する制御装置としてのパソコン9およびこれに用いられる各種コンピュータプログラムより構成される。   FIG. 1 is a block diagram illustrating an ultrasonic flaw detection system according to the first embodiment. The ultrasonic flaw detection system according to the first embodiment includes a UT sensor 1 including a phased array ultrasonic sensor, an ultrasonic flaw detection apparatus 10, a data processing apparatus, a personal computer 9 as a control apparatus for determining ultrasonic flaw detection conditions, and various types used in the same. Consists of a computer program.

ここで、パソコン9は、CPU21に接続されたHDD22、RAM23、ROM24を備え、CPU21とキーボード26、記録メディア27、モニタ28がI/Oポート25aを介して超音波探傷装置10と接続される。また、超音波探傷装置10は、パソコン9のI/Oポート25aと接続されたI/Oポート25bと、これに接続されたA/Dコンバータ29及びD/Aコンバータ30を有し、超音波探傷装置10はUTセンサ1と接続されている。   Here, the personal computer 9 includes an HDD 22, a RAM 23, and a ROM 24 connected to the CPU 21, and the CPU 21, the keyboard 26, the recording medium 27, and the monitor 28 are connected to the ultrasonic flaw detector 10 via the I / O port 25a. The ultrasonic flaw detector 10 has an I / O port 25b connected to the I / O port 25a of the personal computer 9, and an A / D converter 29 and a D / A converter 30 connected to the I / O port 25b. The flaw detection apparatus 10 is connected to the UT sensor 1.

このうち、UTセンサ1は、図2に示すように、直方体の超音波素子31を2方向に配列して保護ケース34に収納している。UTセンサ1を構成する個々の超音波素子31は、検査対象に対面する底面に設けられた電極32と、各超音波素子31の上面に設けられた電極32Bに電圧を印加する図示しない信号線と、電極32B上に設けられ、発振した超音波のエネルギーを吸収するダンパー33を備えている。ダンパー33は、超音波発振時の残振を減らしS/N比を向上することができる。   Among these, as shown in FIG. 2, the UT sensor 1 has rectangular parallelepiped ultrasonic elements 31 arranged in two directions and accommodated in a protective case 34. The individual ultrasonic elements 31 constituting the UT sensor 1 include an electrode 32 provided on the bottom surface facing the inspection target and a signal line (not shown) that applies a voltage to the electrode 32B provided on the upper surface of each ultrasonic element 31. And a damper 33 provided on the electrode 32B for absorbing the energy of the oscillated ultrasonic wave. The damper 33 can reduce the after vibration during ultrasonic oscillation and improve the S / N ratio.

超音波素子31の材料は、PZT(圧電セラミック:Pb(Zr,Ti)O)、LiNbO、PVDF(高分子圧電素子:Polyvinylidene Fluoride)等の圧電素子を使用できる。また、電極32と電極32Bとしては、Au、Ag、Cu等の導電性の高い金属を、信号線としては銅線を、ダンパー33としてはHf、W、Ta等の重金属を樹脂に混合したものを用いることが好ましい。また、保護ケース34は、樹脂、金属のうち1つ以上の材質からなるものを成型して用いることが好ましい。 As the material of the ultrasonic element 31, a piezoelectric element such as PZT (piezoelectric ceramic: Pb (Zr, Ti) O 3 ), LiNbO 3 , PVDF (polymer piezoelectric element: Polyvinylidene Fluoride) can be used. The electrodes 32 and 32B are made of a highly conductive metal such as Au, Ag, or Cu, a copper wire as the signal line, and a heavy metal such as Hf, W, or Ta mixed in the resin as the damper 33. Is preferably used. The protective case 34 is preferably molded and used from one or more materials of resin and metal.

図3は、UTセンサ1を用いて超音波探傷を行う方法を示す模式図である。図3に示すように、超音波探傷を行う際には、UTセンサ1内に平行配置した複数の超音波素子31から焦点36に同時に超音波が届くように各超音波素子31間の遅延時間を調整する。   FIG. 3 is a schematic diagram showing a method of performing ultrasonic flaw detection using the UT sensor 1. As shown in FIG. 3, when performing an ultrasonic flaw detection, a delay time between the ultrasonic elements 31 so that the ultrasonic waves simultaneously reach the focal point 36 from a plurality of ultrasonic elements 31 arranged in parallel in the UT sensor 1. Adjust.

ここで、超音波素子31と焦点36との最大距離をmax(L)[m]、図中のx軸方向のi番目でy軸方向のj番目の超音波素子31と焦点36との距離をLij[m]、超音波の伝搬速度(音速)をV[m/s]、超音波素子31のX座標をxij[m]、超音波素子31のY座標をyij[m]、焦点36のX座標をxf[m]、焦点36のY座標をyf[m]とする。   Here, the maximum distance between the ultrasonic element 31 and the focal point 36 is max (L) [m], and the distance between the i-th ultrasonic element 31 in the x-axis direction and the j-th ultrasonic element 31 in the y-axis direction and the focal point 36 in the figure. Lij [m], the ultrasonic wave propagation speed (sound velocity) is V [m / s], the X coordinate of the ultrasonic element 31 is xij [m], the Y coordinate of the ultrasonic element 31 is yij [m], and the focal point 36. Xf [m], and the Y coordinate of the focal point 36 is yf [m].

このとき、x軸方向のi番目でy軸方向のj番目の超音波素子31と焦点36との距離Lij[m]、及び各超音波素子31の超音波発振開始時間差dt[s](以下、遅延時間と記す)は次式(1)、(2)で表される。
〔数1〕
Lij=((xij−xf)+(yij−yf)1/2[m] ・・・(1)
〔数2〕
dt=(max(L)−Lij)/V[s] ・・・(2)

図4は、横軸にUTセンサ1の素子位置、縦軸に遅延時間dt[s]を示したグラフである。図4の例では、8個の素子から構成される素子列を3列設置しており、2列目、5番の位置の素子に最も近い位置に焦点を置くときの時間差を表しており、具体的には超音波素子31の総数が24個、V=5780[m/s]、xi=(0.5i−0.25)×10−3[mm]、yi=0[m]、xf=0[m]、yf=3×10−2[m]のときの遅延時間dt[s]を示している。
At this time, the distance Lij [m] between the i-th ultrasonic element 31 in the x-axis direction and the j-th ultrasonic element 31 in the y-axis direction and the focal point 36, and the ultrasonic oscillation start time difference dt [s] (hereinafter, referred to as each ultrasonic element 31). Are expressed by the following equations (1) and (2).
[Equation 1]
Lij = ((xij−xf) 2 + (yij−yf) 2 ) 1/2 [m] (1)
[Equation 2]
dt = (max (L) −Lij) / V [s] (2)

FIG. 4 is a graph showing the element position of the UT sensor 1 on the horizontal axis and the delay time dt [s] on the vertical axis. In the example of FIG. 4, three element rows composed of eight elements are installed, and the time difference when the focus is placed on the position closest to the element in the second row and the fifth position is represented. Specifically, the total number of ultrasonic elements 31 is 24, V = 5780 [m / s], xi = (0.5i−0.25) × 10 −3 [mm], yi = 0 [m], xf The delay time dt [s] is shown when = 0 [m] and yf = 3 × 10 −2 [m].

図4の遅延時間で、焦点から遠い超音波素子を早く発振させると、各素子から焦点への超音波到達時間が揃うため信号強度を強くすることができる。   When the ultrasonic elements far from the focal point are oscillated quickly with the delay time of FIG. 4, the ultrasonic wave arrival time from each element to the focal point is uniform, so that the signal intensity can be increased.

次に図5A、5Bを用いて実施例1の3次元超音波探傷を用いたフォークのUT方法について説明する。この探傷方法では図5Aに示すようにセンサ設置面101上にUTセンサを設け、セクタ面内で超音波の屈折角と焦点距離を所定範囲で変化させて走査し、屈折角と焦点距離に対応した超音波エコー反射強度を2次元平面上に表示する(セクタ走査像の生成)。   Next, the fork UT method using the three-dimensional ultrasonic flaw detection according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 5A and 5B. In this flaw detection method, as shown in FIG. 5A, a UT sensor is provided on the sensor installation surface 101, and scanning is performed by changing the refraction angle and the focal length of the ultrasonic wave within a predetermined range within the sector surface, corresponding to the refraction angle and the focal length. The reflected ultrasonic echo intensity is displayed on a two-dimensional plane (generation of a sector scan image).

次いで、図5Bに示すようにセクタ走査面を回転走査することにより、フォーク5内を超音波により3次元走査する。実施例1のフォークのUTにおいては、図5Bに示すようにピン穴エコーが検出されるセクタ走査面走査方向を開始点とし、段差方向に紙面に垂直なセクタ走査面を回転走査していき、段差エコーが検出された点を走査終了点とする。段差からのエコーを検出するまでセクタ走査面を回転走査することで、図13に示したピン穴6の応力部をくまなく検査することが可能となる。   Next, as shown in FIG. 5B, the sector scanning surface is rotationally scanned to scan the fork 5 three-dimensionally with ultrasonic waves. In the UT of the fork according to the first embodiment, as shown in FIG. 5B, the sector scanning surface scanning direction in which the pinhole echo is detected is started, and the sector scanning surface perpendicular to the paper surface is rotationally scanned in the step direction. The point where the step echo is detected is set as the scanning end point. By rotating and scanning the sector scanning surface until the echo from the step is detected, it is possible to inspect all the stressed portions of the pin hole 6 shown in FIG.

次に、図1の超音波探傷システムを用いて、図6に示すタービン動翼フォークの超音波探傷方法のフローチャートに従い、図5A、5Bの3次元超音波探傷の実施方法について説明する。   Next, referring to the flowchart of the ultrasonic flaw detection method for the turbine blade fork shown in FIG. 6 using the ultrasonic flaw detection system of FIG. 1, a method for carrying out the three-dimensional ultrasonic flaw detection of FIGS. 5A and 5B will be described.

まず、フローチャートの概略について説明する。図6のフローチャートは、ピン穴エコー検出ステップS101、超音波探傷ステップS102、段差エコー検出ステップS103に大別される。このうち、ピン穴検出ステップS101は探傷開始点を決定するために使用される。超音波探傷ステップS102において3次元走査により超音波探傷を実施する。この時の走査角度ピッチは、応力部をくまなく探傷できるよう所定値以下に決定される。段差エコー検出ステップS103は探傷終了点を決定するために使用される。以下、順次実行される全てのステップについて説明する。
(1)ピン穴エコー検出ステップS101
最初にピン穴検出ステップS101について説明する。まず、S101aにおいて、オペレータがUTセンサ1の正面方向がほぼピン穴6と対向するよう、UTセンサ1をセンサ設置面101に設置する。ここでいうUTセンサ1の正面方向とは、センサ設置面101上における図2に示す超音波素子の短尺方向の垂線方向である。
First, an outline of the flowchart will be described. The flowchart of FIG. 6 is roughly divided into a pin hole echo detection step S101, an ultrasonic flaw detection step S102, and a step echo detection step S103. Among these, the pin hole detection step S101 is used to determine the flaw detection start point. In the ultrasonic flaw detection step S102, ultrasonic flaw detection is performed by three-dimensional scanning. The scanning angle pitch at this time is determined to be a predetermined value or less so that the flaw can be detected throughout the stressed portion. The step echo detection step S103 is used to determine the flaw detection end point. Hereinafter, all the steps executed sequentially will be described.
(1) Pinhole echo detection step S101
First, the pin hole detection step S101 will be described. First, in S101a, the operator installs the UT sensor 1 on the sensor installation surface 101 so that the front direction of the UT sensor 1 is substantially opposed to the pin hole 6. Here, the front direction of the UT sensor 1 is a perpendicular direction in the short direction of the ultrasonic element shown in FIG. 2 on the sensor installation surface 101.

次に、S101bにおいて、図2のパソコン9のキーボード26からオペレータがピン穴検出開始信号を入力する。ピン穴検出開始信号は、パソコンのI/Oポート25aを介してCPU21に伝達される。検出開始信号入力後、UTセンサ1の正面方向に超音波をセクタ走査する。セクタ面の屈折角の走査範囲は超音波の反射効率が高い35〜55°を含む範囲とし、超音波の焦点距離はS101aでUTセンサ1を設置する位置からピン穴6までの概略の距離とする。   Next, in S101b, the operator inputs a pin hole detection start signal from the keyboard 26 of the personal computer 9 in FIG. The pin hole detection start signal is transmitted to the CPU 21 through the I / O port 25a of the personal computer. After inputting the detection start signal, the ultrasonic wave is sector-scanned in the front direction of the UT sensor 1. The scanning range of the refraction angle of the sector surface is a range including 35 to 55 ° where the reflection efficiency of the ultrasonic wave is high, and the focal length of the ultrasonic wave is an approximate distance from the position where the UT sensor 1 is installed in S101a to the pin hole 6. To do.

ピン穴検出のためのセクタ走査の遅延時間は、センサ設置面101におけるUTセンサ設置の前に解析して、予めパソコン9のHDD22、RAM23のうち少なくとも1つの記憶装置に記憶させておき、ピン穴検出開始信号の入力に伴いCPU21で読み出して、パソコン9のI/Oポート25a、超音波探傷装置10のI/Oポート25b、D/Aコンバータ30を介してUTセンサ1に電圧を印加して超音波を送信する。   The sector scan delay time for pin hole detection is analyzed before installing the UT sensor on the sensor installation surface 101 and stored in advance in at least one storage device of the HDD 22 and RAM 23 of the personal computer 9. When the detection start signal is input, the CPU 21 reads it and applies a voltage to the UT sensor 1 via the I / O port 25a of the personal computer 9, the I / O port 25b of the ultrasonic flaw detector 10 and the D / A converter 30. Send ultrasound.

フォーク5内の凹凸からのエコーはUTセンサ1で電圧に変換してA/Dコンバータ29、超音波探傷装置10のI/Oポート25b、パソコン9のI/Oポート25aを介してCPU21に伝達される。CPU21はエコーの検出距離と屈折角度をHDD22、RAM23のうち少なくとも1つの記憶装置に記録するとともに、I/Oポート25aを介してモニタ28上にエコーの発生角度、発生距離、強度を表示する。   Echoes from the irregularities in the fork 5 are converted into voltage by the UT sensor 1 and transmitted to the CPU 21 via the A / D converter 29, the I / O port 25b of the ultrasonic flaw detector 10 and the I / O port 25a of the personal computer 9. Is done. The CPU 21 records the echo detection distance and the refraction angle in at least one storage device of the HDD 22 and RAM 23, and displays the echo generation angle, generation distance, and intensity on the monitor 28 via the I / O port 25a.

次に、S101bのモニタへの表示に基づき、S101cでピン穴信号の検出の有無を確認する。概略のUTセンサ設置位置がわかっており、ピン穴信号が検出される概略の屈折角と距離が決まるため、その屈折角・距離近辺に形状信号が検出されるか否かから、オペレータがピン穴信号検出の有無を判断する。ピン穴信号が検出されていない場合には、ピン穴信号が検出されるまでUTセンサ1の向きと位置を再調整する。   Next, based on the display on the monitor in S101b, whether or not a pin hole signal is detected is confirmed in S101c. Since the approximate position of the UT sensor is known and the approximate refraction angle and distance at which the pin hole signal is detected are determined, the operator determines whether the shape signal is detected in the vicinity of the refraction angle / distance. Determine whether a signal is detected. When the pin hole signal is not detected, the orientation and position of the UT sensor 1 are readjusted until the pin hole signal is detected.

S101cでピン穴信号の検出を確認後、S101dでピン穴信号検出点をセクタ走査面の回転走査の開始点とする信号をオペレータがキーボード26から入力し、パソコン9のI/Oポート25aを介してCPU21に伝達し、HDD22、RAM23のうち少なくとも1つの記憶装置に記憶させる。
(2)超音波探傷ステップS102
ステップS102においては、超音波探傷装置10を利用したUTを実行する。まずS102aで、各セクタ走査面の回転走査の1走査当り回転角(回転角ピッチ)を決定する。回転角を大きくすると走査点が減るため探傷が高速化されるが、各セクタ走査面間に超音波が到達しない箇所が生じる場合がある。このため、セクタ走査面の回転角ピッチは超音波が到達しない箇所が生じない範囲で決定しなければならない。
After confirming the detection of the pin hole signal in S101c, in S101d, the operator inputs a signal for setting the pin hole signal detection point as the starting point of the rotational scanning of the sector scanning surface from the keyboard 26, and through the I / O port 25a of the personal computer 9. Are transmitted to the CPU 21 and stored in at least one storage device of the HDD 22 and the RAM 23.
(2) Ultrasonic flaw detection step S102
In step S102, UT using the ultrasonic flaw detector 10 is executed. First, in S102a, the rotation angle (rotation angle pitch) per scan of the rotation scan of each sector scan plane is determined. Increasing the rotation angle speeds up flaw detection by reducing the number of scanning points, but there may be a location where ultrasonic waves do not reach between the sector scanning surfaces. For this reason, the rotation angle pitch of the sector scanning surface must be determined within a range in which a portion where the ultrasonic wave does not reach does not occur.

図7A、7Bで信号検出強度のセクタ走査面の回転角依存性を説明する。ここでいう回転角とは、図7Aに示す様に、セクタ走査面上に検査対象位置がある場合の走査面角度を0°としたときの基準位置に対するセクタ走査面の回転角である。図7Bに示すように、セクタ走査面が検査位置から約2.7°回転するとエコー検出強度が0となるため、セクタ走査面の回転角ピッチを2.7°未満とする必要がある。すなわちS101cで決定したセクタ走査面の走査開始角から、2.7°未満の回転角ピッチでセクタ走査面の回転角を決定する。   7A and 7B explain the dependency of the signal detection intensity on the rotation angle of the sector scanning plane. As shown in FIG. 7A, the rotation angle here is the rotation angle of the sector scanning surface with respect to the reference position when the scanning surface angle is 0 ° when the inspection target position is on the sector scanning surface. As shown in FIG. 7B, since the echo detection intensity becomes 0 when the sector scanning plane rotates about 2.7 ° from the inspection position, the rotation angle pitch of the sector scanning plane needs to be less than 2.7 °. That is, the rotation angle of the sector scanning surface is determined at a rotation angle pitch of less than 2.7 ° from the scanning start angle of the sector scanning surface determined in S101c.

検出強度のセクタ走査面の回転角依存性は、超音波素子サイズ、欠陥とセンサの距離、欠陥の大きさ等により決定され、実際の探傷検査条件から決定される。   The rotation angle dependency of the detection intensity on the sector scanning plane is determined by the ultrasonic element size, the distance between the defect and the sensor, the size of the defect, and the like, and is determined from the actual flaw detection inspection conditions.

S102bでは、101cで測定したピン穴6とUTセンサ1との距離と、102aで求めたセクタ走査面の回転角走査条件から、HDD22、RAM23、ROM24のうち少なくとも1つの記憶装置に記憶させた式(1)及び式(2)に従って、各超音波素子の遅延時間を求める遅延時間計算プログラムを用いて、CPU21で遅延時間を計算する。   In S102b, the formula stored in at least one storage device among the HDD 22, RAM 23, and ROM 24 from the distance between the pin hole 6 measured in 101c and the UT sensor 1 and the rotation angle scanning condition of the sector scanning surface obtained in 102a. In accordance with (1) and equation (2), the CPU 21 calculates the delay time using a delay time calculation program for determining the delay time of each ultrasonic element.

S102cでは、S102bで求めた遅延時間に基づき、パソコン9のI/Oポート25a、超音波探傷装置10のI/Oポート25b、D/Aコンバータ30を介してUTセンサ1に電圧を印加して超音波を送信し、超音波探傷を実行する。フォーク5内からのエコーは、UTセンサ1で電圧に変換してA/Dコンバータ29、超音波探傷装置10のI/Oポート25b、パソコン9のI/Oポート25aを介してCPU21に伝達される。CPU21でエコーの強度、屈折角、距離をHDD22、RAM23のうち少なくとも1つの記憶装置に記録するとともに、I/Oポート25aを介してモニタ28上に表示する。
(3)段差エコー検出ステップS103
最後に、ステップS103で、検査終了信号となる段差エコーの検出を確認する。まず、S103aにおいて、S102cの超音波探傷ステップで得られたエコー強度を屈折角と距離に対して色諧調表示する。
In S102c, a voltage is applied to the UT sensor 1 via the I / O port 25a of the personal computer 9, the I / O port 25b of the ultrasonic flaw detector 10 and the D / A converter 30 based on the delay time obtained in S102b. Send ultrasonic waves and perform ultrasonic flaw detection. The echo from the fork 5 is converted into a voltage by the UT sensor 1 and transmitted to the CPU 21 via the A / D converter 29, the I / O port 25b of the ultrasonic flaw detector 10 and the I / O port 25a of the personal computer 9. The The CPU 21 records the intensity, angle of refraction, and distance of the echo in at least one storage device of the HDD 22 and RAM 23, and displays it on the monitor 28 via the I / O port 25a.
(3) Step echo detection step S103
Finally, in step S103, it is confirmed whether a step echo that is an inspection end signal is detected. First, in S103a, the echo intensity obtained in the ultrasonic flaw detection step in S102c is displayed in color tone with respect to the refraction angle and distance.

次に、S103bにおいて、S103aで表示された探傷像からオペレータが段差エコーの有無を確認する。ピン穴6に対する段差8の位置は決まっているため、ピン穴信号の検出位置に対する段差エコーの相対位置も決まる。その位置に形状信号が検出されるか否かから段差エコー検出の有無を確認する。段差エコーが検出されない場合には、ステップS101から再び探傷をやり直す。   Next, in S103b, the operator confirms the presence or absence of a step echo from the flaw detection image displayed in S103a. Since the position of the step 8 with respect to the pin hole 6 is determined, the relative position of the step echo with respect to the detection position of the pin hole signal is also determined. Whether or not a step echo is detected is confirmed from whether or not a shape signal is detected at that position. If the step echo is not detected, the flaw detection is performed again from step S101.

段差エコーの検出を確認後、検査終了信号をキーボード28から入力し、パソコン9のI/Oポート25aを介してCPU21に伝達し、超音波探傷を終了する。   After confirming the detection of the step echo, an inspection end signal is input from the keyboard 28 and transmitted to the CPU 21 via the I / O port 25a of the personal computer 9 to complete the ultrasonic flaw detection.

実施例1は以上説明したように構成されているため、タービン動翼フォークの応力範囲をくまなくセクタ走査面の回転走査により探傷することが可能である。また、従来は超音波走査を機械的に行っていたのに対し、電子的に走査するため高速化を図ることができる。   Since the first embodiment is configured as described above, it is possible to detect flaws by rotational scanning of the sector scanning plane throughout the stress range of the turbine rotor blade fork. Further, conventionally, ultrasonic scanning is mechanically performed. However, since scanning is performed electronically, the speed can be increased.

次に、本発明の実施例2を図面を用いて説明する。使用する超音波探傷システムの構成図は図1と同様であり、超音波探傷方法のフローチャートは図8のように構成する。   Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings. The configuration diagram of the ultrasonic flaw detection system used is the same as that shown in FIG. 1, and the flowchart of the ultrasonic flaw detection method is configured as shown in FIG.

実施例1ではセクタ走査面の回転走査開始点と終了点を探傷像に基づいてオペレータが決定したのに対し、実施例2はフォーク上に設置したセンサ位置を超音波の送受信により自動的に測定するステップを設け、セクタ走査面の回転走査の開始点と終了点を自動的に決定することを特徴とする。   In the first embodiment, the operator determines the rotational scanning start point and end point of the sector scanning surface based on the flaw detection image, whereas in the second embodiment, the sensor position installed on the fork is automatically measured by transmitting and receiving ultrasonic waves. And a starting point and an ending point for rotational scanning of the sector scanning surface are automatically determined.

以下、図1および図8を用いて、実施例2におけるタービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法を説明する。図8の実施例2における検査ステップのフローチャートは、フォーク形状データ入力ステップS201、センサ位置測定ステップS202、超音波探傷ステップS203、探傷範囲確認ステップS204の4ステップに大別される。
(1)フォーク形状データ入力ステップS201
ステップS201において、パソコン9の記録メディア27からフォーク形状データを入力し、パソコン9のI/Oポート25a、CPU21を介して、HDD22、RAM23のうち少なくとも1つの記憶装置に記憶させる。記録メディア27としてはブルーレイディスク、DVD等を用いる。また、形状データはパソコン内のHDD等に予め蓄積しておくこともできる。
(2)センサ位置測定ステップS202
S202aで、オペレータが図2のキーボード28から測定開始信号を入力し、パソコン9のI/Oポート25aを介してCPU21に伝達し、CPU21がこれを認識してフォーク5上のセンサ位置の測定を開始する。
Hereinafter, a three-dimensional ultrasonic flaw detection method for a turbine rotor blade fork according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 8. The flowchart of the inspection step in the embodiment 2 of FIG. 8 is roughly divided into four steps of a fork shape data input step S201, a sensor position measurement step S202, an ultrasonic flaw detection step S203, and a flaw detection range confirmation step S204.
(1) Fork shape data input step S201
In step S201, fork shape data is input from the recording medium 27 of the personal computer 9 and stored in at least one storage device of the HDD 22 and RAM 23 via the I / O port 25a of the personal computer 9 and the CPU 21. As the recording medium 27, a Blu-ray disc, DVD or the like is used. Further, the shape data can be stored in advance in an HDD or the like in the personal computer.
(2) Sensor position measurement step S202
In S202a, the operator inputs a measurement start signal from the keyboard 28 of FIG. 2 and transmits it to the CPU 21 via the I / O port 25a of the personal computer 9. The CPU 21 recognizes this and measures the sensor position on the fork 5. Start.

S202bのセンサ位置の測定は、セクタ走査面を一定の角度ピッチφで回転走査することにより実施する。   The measurement of the sensor position in S202b is performed by rotationally scanning the sector scanning surface at a constant angular pitch φ.

図9にピン穴6を検出するために必要なセクタ走査面の回転走査角ピッチφの説明図を示す。センサ設置面101にUTセンサ1を設置してセクタ走査面を回転走査した場合に、いづれかのセクタ走査面をピン穴に入射させるためには、回転走査角ピッチをピン穴6の上端103、ピン穴6の上端103からピン穴の軸を中心に90°回転したピン穴上の点104及びUTセンサ1とのなす角φ以下とする必要がある。センサ設置面101の端の点102にセンサを設置した場合にφが最小となる。センサ設置面101の他の位置にUTセンサを設置した場合には、ピン穴上の2端103と104とUTセンサとのなす角度は前記角度φよりも大きなものとなるため、φでセクタ走査面を回転走査した場合、いずれかのセクタ走査面がピン穴6に入射する。この角度ピッチφは以下の式(3)〜(5)で記述される。
〔数3〕
φ=cos−1[(a+b−2r)÷(2・a・b)] ・・・(3)
〔数4〕
a=√[(Δy−r)+Δx] ・・・(4)
〔数5〕
b= √[ Δy+(Δx−r)] ・・・(5)
ここで、
Δx:フォーク幅[m]
Δy:フォーク上端とピン穴中心との距離[m]
r:ピン穴半径[m]
を表す。
FIG. 9 is an explanatory diagram of the rotational scanning angle pitch φ of the sector scanning plane necessary for detecting the pin holes 6. When the UT sensor 1 is installed on the sensor installation surface 101 and the sector scanning surface is rotationally scanned, in order to make any sector scanning surface enter the pin hole, the rotational scanning angle pitch is set to the upper end 103 of the pin hole 6, the pin It is necessary to make the angle φ or less between the point 104 on the pin hole rotated 90 ° from the upper end 103 of the hole 6 about the axis of the pin hole and the UT sensor 1. When the sensor is installed at the end point 102 of the sensor installation surface 101, φ is minimized. When the UT sensor is installed at another position on the sensor installation surface 101, the angle formed between the two ends 103 and 104 on the pin hole and the UT sensor is larger than the angle φ. When the surface is rotationally scanned, one of the sector scanning surfaces enters the pin hole 6. This angular pitch φ is described by the following equations (3) to (5).
[Equation 3]
φ = cos −1 [(a 2 + b 2 −2r 2 ) ÷ (2 · a · b)] (3)
[Equation 4]
a = √ [(Δy−r) 2 + Δx 2 ] (4)
[Equation 5]
b = √ [Δy 2 + (Δx−r) 2 ] (5)
here,
Δx: Fork width [m]
Δy: Distance between upper end of fork and pin hole center [m]
r: Pin hole radius [m]
Represents.

ステップS201で入力したフォークの形状データと、HDD22、RAM23、ROM24に格納した式(3)〜(5)に基づいて角度ピッチφを計算するセクタ面回転走査角ピッチ計算プログラムを用い、CPU21でφを求める。UTセンサ1の正面方向を基点として、φ以下の角度ピッチでセクタ走査面を回転走査する。   Using the sector surface rotation scanning angle pitch calculation program for calculating the angle pitch φ based on the fork shape data input in step S201 and the equations (3) to (5) stored in the HDD 22, RAM 23, ROM 24, Ask for. The sector scanning plane is rotationally scanned at an angular pitch of φ or less with the front direction of the UT sensor 1 as a base point.

また、セクタ走査角範囲は超音波の反射効率が高い35〜55°を含む範囲とし、超音波の焦点距離はUTセンサ1からピン穴6までの距離とする。この超音波走査の遅延時間は、HDD22、RAM23、ROM24のうち少なくとも1つの記憶装置に記憶させた、式(1)及び式(2)に従って遅延時間を求める数値計算プログラムを用いて、CPU21で計算する。   The sector scanning angle range is a range including 35 to 55 ° where the reflection efficiency of the ultrasonic wave is high, and the focal length of the ultrasonic wave is the distance from the UT sensor 1 to the pin hole 6. The ultrasonic scanning delay time is calculated by the CPU 21 using a numerical calculation program for obtaining the delay time according to the equations (1) and (2) stored in at least one storage device of the HDD 22, RAM 23, and ROM 24. To do.

S202cではS202bの遅延時間の計算結果に基づき、パソコン9のI/Oポート25a、超音波探傷装置のI/Oポート25b、D/Aコンバータ30を介して、UTセンサ1に電圧を印加して超音波を送信する。この結果、フォーク5内で生じるエコーをUTセンサ1で受信して、A/Dコンバータ29、超音波探傷装置10のI/Oポート25b、パソコンのI/Oポート25aを介してCPU21に伝達し、HDD22、RAM23のうち1つ以上の記憶装置に記憶させる。   In S202c, a voltage is applied to the UT sensor 1 via the I / O port 25a of the personal computer 9, the I / O port 25b of the ultrasonic flaw detector, and the D / A converter 30 based on the delay time calculation result of S202b. Send ultrasound. As a result, the echo generated in the fork 5 is received by the UT sensor 1 and transmitted to the CPU 21 via the A / D converter 29, the I / O port 25b of the ultrasonic flaw detector 10 and the I / O port 25a of the personal computer. , HDD 22, RAM 23 to be stored in one or more storage devices.

S202dではS202cで取得したエコーの発生方向と発生距離からフォーク5上のセンサ位置を自動的に解析する。   In S202d, the sensor position on the fork 5 is automatically analyzed from the echo generation direction and generation distance acquired in S202c.

図10A〜10Dは解析方法の説明図であり、ピン穴6A、ピン穴6B及び段差8とUTセンサ1との距離を用いてセンサ位置を求めている。何れの図もセンサ位置を決定する方法を示しているが、各々の精度は異なっており条件に応じて何れの方法を用いても良い。   10A to 10D are explanatory diagrams of the analysis method, and the sensor position is obtained using the distance between the pin hole 6A, the pin hole 6B and the step 8 and the UT sensor 1. FIG. Each figure shows a method of determining the sensor position, but each accuracy is different, and any method may be used according to the conditions.

図10Aはピン穴6AとUTセンサ1との距離から計算されるUTセンサ1が存在しうる位置の解析方法で、例えばピン穴6A上のいずれかの点a、b、cを中心としS203cで測定されたピン穴6AとUTセンサ1との距離を半径とした円弧群上にUTセンサ1が存在する。   FIG. 10A is a method of analyzing the position where the UT sensor 1 can be calculated from the distance between the pin hole 6A and the UT sensor 1. For example, the center of any point a, b, c on the pin hole 6A is S203c. The UT sensor 1 exists on an arc group whose radius is the measured distance between the pin hole 6 </ b> A and the UT sensor 1.

図10Bはピン穴6A及びピン穴6BとUTセンサ1との距離を考慮した場合のセンサ位置の解析方法で、ピン穴6A上の点を中心としピン穴6AとUTセンサ1との距離を半径とした円弧群と、ピン穴6B上の点を中心としピン穴6BとUTセンサ1との距離を半径とした円弧群の交点で囲まれたエリアにUTセンサ1が存在する。   FIG. 10B is a sensor position analysis method in consideration of the distance between the pin hole 6A and the pin hole 6B and the UT sensor 1, and the radius between the distance between the pin hole 6A and the UT sensor 1 with the point on the pin hole 6A as the center. The UT sensor 1 exists in an area surrounded by the intersection of the arc group and the arc group with the point on the pin hole 6B as the center and the distance between the pin hole 6B and the UT sensor 1 as the radius.

図10Cはピン穴6A及び段差8上の1点とUTセンサ1との距離を考慮した場合のセンサ位置の解析方法を示す。この方法においては、ピン穴6Aとセンサ1、段差8とセンサ1の距離はそれぞれS202cで求められている。また、ピン穴6Aが検出される走査方向、段差8が検出される走査方向もS202cで求められている。従って、センサ、ピン穴6Aの反射点、段差8の反射点の3点を頂点とした3角形が1意に決まる。この三角形のピン穴6Aの反射点に対応する頂点をピン穴、段差8に対応する頂点を段差に接するように移動させたときの、残りの頂点が図10Bで求めたエリア内で描く曲線1上にセンサ1がある。   FIG. 10C shows a sensor position analysis method in consideration of the distance between one point on the pin hole 6 </ b> A and the step 8 and the UT sensor 1. In this method, the distance between the pin hole 6A and the sensor 1, and the distance between the step 8 and the sensor 1 are obtained in S202c. Further, the scanning direction in which the pin hole 6A is detected and the scanning direction in which the step 8 is detected are also obtained in S202c. Accordingly, a triangle having the vertexes of the sensor, the reflection point of the pin hole 6A, and the reflection point of the step 8 is uniquely determined. Curve 1 drawn when the vertex corresponding to the reflection point of this triangular pin hole 6A is moved so that the vertex corresponding to the step is in contact with the pin hole, and the vertex corresponding to the step 8 is in contact with the step. Sensor 1 is on the top.

図10Dはピン穴6Aと段差8上の他の1点を追加してUTセンサ1との距離を考慮した場合のセンサ位置の解析方法を示す。この方法においても、ピン穴6Aとセンサ1、段差8とセンサ1の距離はそれぞれS202cで求められている。また、ピン穴6Aが検出される走査方向、段差8が検出される走査方向もS202cで求められている。従って、センサ、ピン穴6Aの反射点、段差8の反射点の3点を頂点とした3角形が1意に決まる。この三角形のピン穴6Aの反射点に対応する頂点をピン穴、段差8に対応する頂点を段差に接するように移動させたときの、残りの頂点が描く曲線2と図10Cの曲線1との交点にセンサがある。この場合は、ピンポイントでセンサ位置が決定される。   FIG. 10D shows a sensor position analysis method when the distance from the UT sensor 1 is taken into consideration by adding another point on the pin hole 6A and the step 8. FIG. Also in this method, the distance between the pin hole 6A and the sensor 1, and the distance between the step 8 and the sensor 1 are obtained in S202c. Further, the scanning direction in which the pin hole 6A is detected and the scanning direction in which the step 8 is detected are also obtained in S202c. Accordingly, a triangle having the vertexes of the sensor, the reflection point of the pin hole 6A, and the reflection point of the step 8 is uniquely determined. When the vertex corresponding to the reflection point of the triangular pin hole 6A is moved so as to be in contact with the pin hole and the vertex corresponding to the step 8 is in contact with the step, the curve 2 drawn by the remaining vertex and the curve 1 in FIG. 10C There is a sensor at the intersection. In this case, the sensor position is determined pinpointly.

実際の計算は、HDD22、RAM23のうち少なくとも1つの記憶装置に記憶させた図10A〜10Dの評価ステップに基づいてセンサ位置を解析するセンサ位置解析プログラムを用い、CPU21で解析する。また、この解析結果は、HDD22、RAM23のうち少なくとも1つの記憶装置に記憶させる。
(3)超音波探傷ステップS203
ステップS203では、ステップS202で求めたUTセンサ位置に基づき、セクタ走査面の回転走査条件を決定し、超音波探傷を実施する。
The actual calculation is analyzed by the CPU 21 using a sensor position analysis program that analyzes the sensor position based on the evaluation steps of FIGS. 10A to 10D stored in at least one storage device of the HDD 22 and the RAM 23. The analysis result is stored in at least one storage device of the HDD 22 and the RAM 23.
(3) Ultrasonic flaw detection step S203
In step S203, the rotational scanning condition of the sector scanning plane is determined based on the UT sensor position obtained in step S202, and ultrasonic flaw detection is performed.

S203aではステップS202で測定したUTセンサ位置に基づき、CPU21でピン穴方向をセクタ走査面の回転走査の開始点、段差を終了点としてセクタ走査面の回転角範囲を決定する。セクタ走査面の回転角ピッチ決定のアルゴリズムは、S102aと同様である。こうしてCPU21で求めたセクタ走査面の回転走査条件は、HDD22、RAM23のうち少なくとも1つの記憶装置に記憶させる。   In S203a, based on the UT sensor position measured in Step S202, the CPU 21 determines the rotation angle range of the sector scanning plane with the pin hole direction as the starting point of the rotational scanning of the sector scanning plane and the step as the ending point. The algorithm for determining the rotation angle pitch of the sector scanning plane is the same as in S102a. Thus, the rotational scanning condition of the sector scanning plane obtained by the CPU 21 is stored in at least one storage device of the HDD 22 and RAM 23.

S203bではS203aで決定したセクタ走査面の回転走査条件に基づき遅延時間を解析する。遅延時間の解析方法は、S102bと同様である。また、事前に超音波伝播距離、屈折角、セクタ走査面の回転角に応じて計算した遅延時間をデータベースとしてHDD22あるいはRAM23に保存し、データベースに基づいて遅延時間を決定してもよい。このデータベースに基づく遅延時間の事前解析は実施例1に適用しても良い。   In S203b, the delay time is analyzed based on the rotational scanning condition of the sector scanning surface determined in S203a. The analysis method of the delay time is the same as S102b. Alternatively, the delay time calculated according to the ultrasonic propagation distance, the refraction angle, and the rotation angle of the sector scanning surface in advance may be stored in the HDD 22 or the RAM 23 as a database, and the delay time may be determined based on the database. The prior analysis of the delay time based on this database may be applied to the first embodiment.

S203cではS203bで解析した遅延時間に基づき、超音波探傷を実施する。超音波探傷方法は、S102cと同様である。
(4)探傷結果確認ステップS204
最後に、ステップS204で超音波探傷範囲の妥当性を確認する。まず、S204aにおいて、演算処理を行い、探傷結果をモニタ28に表示する。表示方法はS103aと同様である。表示された探傷像から、オペレータがセクタ走査面の回転走査の開始点となるピン穴6の信号と、回転走査の終了点となる段差8の信号の有無を確認する。
In S203c, ultrasonic flaw detection is performed based on the delay time analyzed in S203b. The ultrasonic flaw detection method is the same as S102c.
(4) Flaw detection result confirmation step S204
Finally, in step S204, the validity of the ultrasonic flaw detection range is confirmed. First, in S204a, a calculation process is performed, and the flaw detection result is displayed on the monitor 28. The display method is the same as in S103a. From the displayed flaw detection image, the operator confirms the presence / absence of a signal of the pin hole 6 that is the starting point of the rotational scanning of the sector scanning surface and a signal of the step 8 that is the end point of the rotational scanning.

S204aでピン穴6と段差8の信号が検出されていることを確認後、S204bにおいて、超音波探傷終了信号をキーボード26から入力し、パソコン9のI/Oポート25aを介してCPU21に伝達し、探傷を終了する。   After confirming that the signals of the pin hole 6 and the step 8 are detected in S204a, in S204b, an ultrasonic flaw detection end signal is input from the keyboard 26 and transmitted to the CPU 21 via the I / O port 25a of the personal computer 9. End the flaw detection.

また、段差の検出方向をセクタ面の回転走査の開始点、ピン穴の検出方向をセクタ面の回転走査の終了点として、セクタ面の回転走査方向を逆向きにして探傷してもよい。このセクタ面の回転走査方向の逆転は、実施例1に用いても良い。   Further, the flaw detection may be performed with the step detection direction as the start point of the sector surface rotational scanning and the pin hole detection direction as the end point of the sector surface rotational scanning, with the sector surface rotational scanning direction reversed. This reverse rotation of the sector surface in the rotational scanning direction may be used in the first embodiment.

実施例2は上記のように構成されているので、タービン動翼フォークの応力範囲をくまなく電子的なセクタ走査面の回転走査により自動的に探傷することが可能である。また、UTセンサを移動することなくセクタ走査面の回転走査開始点、終了点を決定可能であるため、センサ位置の機械的な移動により回転走査開始点を決定していた実施例1と比べて、さらに検査が高速化される。   Since the second embodiment is configured as described above, it is possible to automatically detect the entire stress range of the turbine blade fork by rotational scanning of the electronic sector scanning surface. Further, since the rotational scanning start point and end point of the sector scanning surface can be determined without moving the UT sensor, the rotational scanning start point is determined by mechanical movement of the sensor position as compared with the first embodiment. Furthermore, the inspection is speeded up.

本発明における超音波探傷方法は、タービン動翼フォークと同様の構成を持つ産業用機器の超音波探傷の確実度を向上し、探傷時間を短縮することができる。   The ultrasonic flaw detection method in the present invention can improve the reliability of ultrasonic flaw detection of industrial equipment having the same configuration as a turbine blade fork, and can shorten the flaw detection time.

1:UTセンサ
2:動翼
3:ディスク
4:回転軸
5:フォーク
6:ピン穴
7:ピン
9:パソコン
10:超音波探傷装置
21:CPU
22:HDD
23:RAM
24:ROM
25a、25b:I/Oポート
26:キーボード
27:記録メディア
28:モニタ
31:超音波素子
100:応力部
101:センサ設置面
102:センサ設置面の端の点
103:ピン穴6の上端
104:ピン穴6の上端103からピン穴の軸を中心に90°回転したピン穴上の点
S101:ピン穴エコー検出ステップ
S101a:UTセンサ設置ステップ
S101b:測定開始信号入力ステップ
S101c:ピン穴エコー検出確認ステップ
S101d:探傷開始点決定ステップ
S102:超音波探傷ステップ
S102a:セクタ走査面の回転角ピッチ決定ステップ
S102b:遅延時間決定ステップ
S102c:超音波探傷ステップ
S103:段差エコー検出ステップ
S103a:超音波探傷結果処理・表示ステップ
S103b:段差エコー検出確認ステップ
S201:フォーク形状データ入力ステップ
S202:センサ位置測定ステップ
S202a:測定開始信号入力ステップ
S202b:セクタ走査角度ピッチ決定ステップ
S202c:超音波送受信ステップ
S202d:センサ位置解析ステップ
S203:超音波探傷ステップ
S203a:セクタ走査面の回転角ピッチ決定ステップ
S203b:遅延時間決定ステップ
S203c:超音波探傷ステップ
S204:探傷範囲確認ステップ
S204a:超音波探傷結果処理・表示ステップ
S204b:探傷範囲妥当性確認ステップ
1: UT sensor 2: rotor blade 3: disk 4: rotating shaft 5: fork 6: pin hole 7: pin 9: personal computer
10: Ultrasonic flaw detector 21: CPU
22: HDD
23: RAM
24: ROM
25a, 25b: I / O port 26: keyboard 27: recording medium 28: monitor 31: ultrasonic element 100: stress portion 101: sensor installation surface 102: point 103 on the sensor installation surface end: upper end 104 of the pin hole 6: A point on the pin hole rotated 90 ° from the upper end 103 of the pin hole 6 about the axis of the pin hole S101: Pin hole echo detection step S101a: UT sensor installation step S101b: Measurement start signal input step S101c: Pin hole echo detection confirmation Step S101d: Flaw detection start point determination step S102: Ultrasonic flaw detection step S102a: Rotational angle pitch determination step S102b: Delay time determination step S102c: Ultrasonic flaw detection step S103: Step echo detection step S103a: Ultrasonic flaw detection result processing Display step S103b: step echo Output confirmation step S201: Fork shape data input step S202: Sensor position measurement step S202a: Measurement start signal input step S202b: Sector scanning angle pitch determination step S202c: Ultrasonic transmission / reception step S202d: Sensor position analysis step S203: Ultrasonic flaw detection step S203a : Sector scanning plane rotation angle pitch determination step S203b: Delay time determination step S203c: Ultrasonic flaw detection step S204: Flaw detection range confirmation step S204a: Ultrasonic flaw detection result processing / display step S204b: Flaw detection range validity confirmation step

Claims (13)

タービン本体にピン接合するためのピン穴と段差を有するタービン動翼のフォークに対し、超音波センサ、超音波探傷装置、制御装置により円弧状に屈折角を走査する超音波のセクタ走査面を回転走査して探傷するタービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法において、
前記フォークのピン穴を検出するピン穴検出ステップと、前記フォークの3次元超音波探傷を実行する超音波探傷ステップと、前記フォークの段差を検出する段差検出ステップを有し、
前記ピン穴検出ステップは、前記フォークの前記ピン穴エコーを検出するピン穴エコー検出確認ステップを有し、
前記超音波探傷ステップは、前記フォークに対し前記セクタ走査面の回転走査角ピッチを2.7°未満に決定する回転走査角ピッチ決定ステップを有し、
前記段差検出ステップは、前記フォークの段差エコーを検出する段差エコー検出確認ステップを有する
ことを特徴とするタービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法。
An ultrasonic sector scan surface that scans the refraction angle in an arc shape by an ultrasonic sensor, ultrasonic flaw detector, and controller is rotated against a turbine blade fork that has a pin hole and a step for pin joining to the turbine body. In a three-dimensional ultrasonic flaw detection method for a turbine blade fork that scans and flaws,
A pin hole detecting step for detecting the pin hole of the fork, an ultrasonic flaw detection step for executing a three-dimensional ultrasonic flaw detection of the fork, and a step detecting step for detecting a step of the fork,
The pin hole detection step includes a pin hole echo detection confirmation step for detecting the pin hole echo of the fork,
The ultrasonic flaw detection step includes a rotational scanning angle pitch determining step for determining a rotational scanning angle pitch of the sector scanning surface to be less than 2.7 ° with respect to the fork,
The step detecting step includes a step echo detection confirming step for detecting a step echo of the fork, and a three-dimensional ultrasonic flaw detection method for a turbine rotor blade fork.
請求項1に記載のタービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法において、前記ピン穴エコー検出確認ステップで、前記ピン穴エコーを検出したセクタ走査面の回転角度をセクタ走査面の回転走査の開始点あるいは終了点とすることを特徴とするタービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法。   2. The method for detecting a three-dimensional ultrasonic flaw of a turbine blade fork according to claim 1, wherein the rotation angle of the sector scanning surface in which the pin hole echo is detected in the pin hole echo detection confirmation step is determined by the rotation scanning of the sector scanning surface. A three-dimensional ultrasonic flaw detection method for a turbine rotor blade fork characterized in that the point or end point is set. 請求項1に記載のタービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法において、前記段差エコー検出確認ステップで、前記段差エコーを検出したセクタ走査面の回転角度をセクタ走査面の回転走査の終了点あるいは開始点とすることを特徴とするタービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法。   2. The three-dimensional ultrasonic flaw detection method for a turbine rotor fork according to claim 1, wherein in the step echo detection confirmation step, the rotation angle of the sector scanning surface where the step echo is detected is set as the end point of the rotational scanning of the sector scanning surface or A three-dimensional ultrasonic flaw detection method for a turbine blade fork characterized by being a starting point. 請求項1に記載のタービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法において、前記ピン穴エコー検出確認ステップで前記ピン穴を検出したセクタ走査面の回転角度をセクタ走査面の回転走査の開始点あるいは終了点とし、前記段差エコー検出確認ステップで前記段差を検出したセクタ走査面の回転角度をセクタ走査面の回転走査の終了点あるいは開始点とすることを特徴とするタービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法。   2. The method of three-dimensional ultrasonic flaw detection for a turbine rotor fork according to claim 1, wherein the rotation angle of the sector scanning surface in which the pin hole is detected in the pin hole echo detection confirmation step is set as a rotation scanning start point of the sector scanning surface or The rotation angle of the sector scanning surface that has detected the step in the step echo detection confirmation step is set as the end point or the starting point of the rotational scanning of the sector scanning surface. Sonic flaw detection method. 請求項1に記載のタービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法において、
前記ピン穴検出ステップは、UTセンサ設置ステップと、測定開始信号入力ステップと、ピン穴エコー検出確認ステップと、探傷開始点決定ステップを有し、
前記超音波探傷ステップは、セクタ走査面の回転角ピッチ決定ステップと、遅延時間決定ステップと、超音波探傷ステップを有し、
前記段差検出ステップは、超音波探傷結果処理・表示ステップと、段差エコー検出確認ステップを有することを特徴とするタービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法。
In the three-dimensional ultrasonic flaw detection method of the turbine rotor blade fork according to claim 1,
The pin hole detection step includes a UT sensor installation step, a measurement start signal input step, a pin hole echo detection confirmation step, and a flaw detection start point determination step,
The ultrasonic flaw detection step includes a rotation angle pitch determination step of a sector scanning plane, a delay time determination step, and an ultrasonic flaw detection step,
The step detection step includes an ultrasonic flaw detection result processing / display step and a step echo detection confirmation step.
タービン本体にピン接合するためのピン穴と段差を有するタービン動翼のフォークに対し、超音波センサ、超音波探傷装置、制御装置により円弧状に屈折角を走査する超音波のセクタ走査面を回転走査して探傷するタービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法において、
前記フォーク形状を前記制御装置に入力するステップと、前記フォーク上の前記超音波センサ位置を決定するセンサ位置測定ステップと、前記フォークを3次元探傷する超音波探傷ステップとを有し、
前記センサ位置測定ステップはさらに、
前記フォーク上において次式で記述される角度φ以下の角度ピッチでセクタ走査面を回転走査する回転走査角度ピッチ決定ステップと、
φ=cos−1[(a+b−2r)÷(2・a・b)]
a=√[(Δy−r)+Δx
b= √[ Δy+(Δx−r)
Δx:フォーク幅[m]
Δy:フォーク上端とピン穴中心との距離[m]
r:ピン穴半径[m]
角度ピッチφで前記セクタ走査面を回転走査する超音波送受信ステップと、
前記超音波センサ位置を決定するセンサ位置解析ステップを有することを特徴とするタービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法。
An ultrasonic sector scan surface that scans the refraction angle in an arc shape by an ultrasonic sensor, ultrasonic flaw detector, and controller is rotated against a turbine blade fork that has a pin hole and a step for pin joining to the turbine body. In a three-dimensional ultrasonic flaw detection method for a turbine blade fork that scans and flaws,
A step of inputting the fork shape into the control device; a sensor position measuring step for determining the position of the ultrasonic sensor on the fork; and an ultrasonic flaw detection step for three-dimensional flaw detection of the fork.
The sensor position measuring step further includes
A rotational scanning angle pitch determining step for rotationally scanning the sector scanning surface at an angular pitch equal to or smaller than an angle φ described by the following equation on the fork;
φ = cos −1 [(a 2 + b 2 −2r 2 ) ÷ (2 · a · b)]
a = √ [(Δy−r) 2 + Δx 2 ]
b = √ [Δy 2 + (Δx−r) 2 ]
Δx: Fork width [m]
Δy: Distance between upper end of fork and pin hole center [m]
r: Pin hole radius [m]
An ultrasonic transmission / reception step of rotationally scanning the sector scanning surface at an angular pitch φ;
A three-dimensional ultrasonic flaw detection method for a turbine rotor blade fork, comprising a sensor position analyzing step for determining the ultrasonic sensor position.
請求項6に記載のタービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法において、前記フォークを3次元探傷する超音波探傷ステップは、
セクタ走査面の回転角範囲を決定し、セクタ走査面の回転角ピッチを2.7°未満の範囲で決定するセクタ走査面の回転角ピッチ決定ステップと、
超音波の遅延時間決定ステップと
前記フォークの3次元超音波探傷を実行する超音波探傷ステップを有する
ことを特徴とするタービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法。
The three-dimensional ultrasonic inspection method for a turbine rotor fork according to claim 6, wherein the ultrasonic inspection step for three-dimensionally detecting the fork includes:
Determining a rotation angle range of the sector scanning surface, and determining a rotation angle pitch of the sector scanning surface to determine a rotation angle pitch of the sector scanning surface within a range of less than 2.7 °;
An ultrasonic delay time determining step and an ultrasonic flaw detection step for executing a three-dimensional ultrasonic flaw detection on the fork.
請求項6または7に記載のタービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法において、前記センサ位置測定ステップは、前記フォークの前記ピン穴のうち二つのピン穴と前記超音波センサとの距離を測定して前記超音波センサが存在しうるエリアを決定することを特徴とするタービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法。   8. The three-dimensional ultrasonic flaw detection method for a turbine rotor fork according to claim 6 or 7, wherein the sensor position measuring step measures a distance between two of the pin holes of the fork and the ultrasonic sensor. Then, a three-dimensional ultrasonic flaw detection method for a turbine rotor blade fork, wherein an area where the ultrasonic sensor can exist is determined. 請求項8に記載のタービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法において、前記センサ位置測定ステップは、前記フォークの前記ピン穴及び前記フォークの前記段差と前記超音波センサとの距離を測定し、前記エリア内で前記超音波センサの存在しうる第1の曲線を決定することを特徴とするタービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法。   The three-dimensional ultrasonic flaw detection method for a turbine rotor fork according to claim 8, wherein the sensor position measuring step measures a distance between the pin hole of the fork and the step of the fork and the ultrasonic sensor. A three-dimensional ultrasonic flaw detection method for a turbine rotor fork, wherein a first curve in which the ultrasonic sensor may exist in the area is determined. 請求項9に記載のタービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法において、前記センサ位置測定ステップは、前記フォークの前記ピン穴及び前記段差と異なる位置の段差と前記超音波センサとの距離を測定し、前記超音波センサの存在する第2の曲線を決定し、請求項9の第1の曲線と第2の曲線の交点を前記超音波センサ位置とすることを特徴とするタービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法。   The three-dimensional ultrasonic flaw detection method for a turbine rotor fork according to claim 9, wherein the sensor position measuring step measures a distance between the pin hole of the fork and a step different from the step and the ultrasonic sensor. And determining a second curve in which the ultrasonic sensor exists, and an intersection of the first curve and the second curve of claim 9 as the ultrasonic sensor position. 3D ultrasonic flaw detection method. 請求項6ないし10のいずれかに記載のタービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法において、前記センサ位置測定ステップで測定された、前記ピン穴が検出されるセクタ走査面の回転角度をセクタ走査面の回転走査の開始点あるいは終了点とすることを特徴とするタービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法。   11. The three-dimensional ultrasonic flaw detection method for a turbine rotor fork according to claim 6, wherein the rotation angle of the sector scanning surface where the pin hole is detected, measured in the sensor position measuring step, is sector scanned. A three-dimensional ultrasonic flaw detection method for a turbine blade fork, characterized in that the start point or end point of rotational scanning of a surface is used. 請求項6ないし10のいずれかに記載のタービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法において、前記センサ位置測定ステップで測定された、前記段差が検出されるセクタ走査面の走査方向をセクタ走査面の回転走査の終了点あるいは開始点とすることを特徴とするタービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法。   11. The three-dimensional ultrasonic flaw detection method for a turbine rotor fork according to claim 6, wherein a scanning direction of the sector scanning surface, which is measured in the sensor position measuring step and in which the step is detected, is set to the sector scanning surface. A three-dimensional ultrasonic flaw detection method for a turbine rotor blade fork, characterized in that the end point or start point of the rotational scanning of the turbine blade is set. 請求項6ないし10のいずれかに記載のタービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法において、前記超音波センサの設置位置を評価するステップで測定されたピン穴が検出されるセクタ走査面の回転角度をセクタ走査面の回転走査の開始点あるいは終了点とし、段差を検出したセクタ走査面の走査方向をセクタ走査面の回転走査の終了点あるいは開始点とすることを特徴とするタービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法。   11. The three-dimensional ultrasonic flaw detection method for a turbine rotor fork according to claim 6, wherein the rotation of the sector scanning plane in which the pin hole measured in the step of evaluating the installation position of the ultrasonic sensor is detected. A turbine blade fork characterized in that an angle is a starting point or an ending point of rotational scanning of a sector scanning surface, and a scanning direction of the sector scanning surface where a step is detected is an ending point or starting point of rotational scanning of the sector scanning surface. 3D ultrasonic flaw detection method.
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