JPH0244245A - Ultrasonic flaw detector for turbine rotor - Google Patents

Ultrasonic flaw detector for turbine rotor

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JPH0244245A
JPH0244245A JP63194906A JP19490688A JPH0244245A JP H0244245 A JPH0244245 A JP H0244245A JP 63194906 A JP63194906 A JP 63194906A JP 19490688 A JP19490688 A JP 19490688A JP H0244245 A JPH0244245 A JP H0244245A
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JP
Japan
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turbine rotor
ultrasonic
rotor
probe
water
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Application number
JP63194906A
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Japanese (ja)
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Mamoru Kanbe
神戸 護
Yoshiichi Ono
芳一 大野
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
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    • G01N2291/0258Structural degradation, e.g. fatigue of composites, ageing of oils
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
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Abstract

PURPOSE:To obtain a highly reliable ultrasonic flaw detector at a low cost without use of a shoe by making an ultrasonic wave incident into a turbine rotor emmersed in water from a probe with water as medium to detect flows receiving reflected wave from an internal defect. CONSTITUTION:Water 2 is stored into a water tank 4 to immerse a turbine rotor 6 sufficiently thereinto and an ultrasonic beam 22 is made incident into the rotor 6 with the water 2 as medium from a probe 14. Under such a condition, a rotor rotating device 12 is driven to rotate the rotor 6 and flaws are detected over the entire circumference thereof 6. An angle of incidence of the beam 22 is obtained easily by adjusting a holder so that an inclination to the rotor 6 of the probe 14 reaches a specified angle. The probe 14 performs a transmission and reception concurrently with a built-in vibrator by being cut out of a piezo-electric material and receives reflected wave from an internal defect. In this manner, after the end of a flaw detection at one part, the holder is adjusted to set the ultrasonic beam for the subsequent flaw detection position and then, another flaw detection is performed. This eliminates the use of any shoe thereby enabling detection of flaws in such a manner as to be easy to handle with limited incidence loss and inexpensive and stable with limited noise.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、タービンロータの運転休止時に行なう点検の
際に、タービンロータの使用中に発生したき裂などの内
部欠陥を探傷する超音波探傷装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is an ultrasonic flaw detection method that detects internal defects such as cracks that occur during use of a turbine rotor during inspection when the turbine rotor is out of operation. Regarding equipment.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

タービンロータは、高温下で高速回転を強いられるため
、使用中における健全性の1認が必要になる。特に、高
温下で長時間に渡って使用されて来たものや、起動、停
止のくり返えしが多数回にわたったものほど、健全性の
確認が重要となる。
Turbine rotors are forced to rotate at high speeds under high temperatures, so it is necessary to check their soundness during use. It is especially important to check the health of a device that has been used at high temperatures for a long time or has been started and stopped many times.

タービンロータは、運転による遠心力によって、ロータ
中心部において応力最大となる。従って、使用が進み、
ロータ材の劣化が進むにつれて、まずロータ中心部に運
転やロータ材の劣化によってき裂が発生することがあり
、これがロータ材の健全性を損なう大きな原因のひとつ
になる。そのため、ロータ材の健全性を確認する一手段
として、ロータ中心部に発生するき裂の探傷が不可欠と
なっており、この探傷には超音波探傷が利用される。
In a turbine rotor, stress is maximum at the center of the rotor due to centrifugal force caused by operation. Therefore, usage progresses,
As the rotor material deteriorates, cracks may first occur in the center of the rotor due to operation or deterioration of the rotor material, and this is one of the major causes of impairing the integrity of the rotor material. Therefore, as a means of confirming the soundness of the rotor material, it is essential to detect cracks that occur in the center of the rotor, and ultrasonic flaw detection is used for this flaw detection.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

第4図は、タービンロータ6の全体を示した断面図であ
り、タービンロータ6はブレード18とラビリンスリン
グ20とが植え込まれている。中心孔が無いタービンロ
ータ6を超音波探傷するには、ブレード18の植込部や
ラビリンスリング20をよけた部位を利用して、タービ
ンロータ6の外周面に探触子14を密着させ、超音波ビ
ーム22をタービンロータ6に入射して実施される。す
なわち、この探傷では、第4図のA−A部断面を示す第
5図と第6図との横断面図に示すように実施される。ま
ず、第5図に示すように、タービンロータ6の直径方向
6bに対して、あらゆる方向の欠陥を検出するために、
直径方向6bと超音波ビーム22との角度αを変えて数
種類の角度αで探傷することが要求され、これらの角度
αにおける探傷は、タービンロータ6の矢印24で示す
全周および軸方向の全長にわたって普通実施される。角
度αで超音波ビーム22をタービンロータ6の内部に入
射するには、第6図に示すように、タービンロータ6と
探触子14との間にシュウ26を介して、超音波ビーム
22を入射する。角度αを得るための探触子14の傾は
角θは、次のC11式で求められる。
FIG. 4 is a sectional view showing the entire turbine rotor 6, in which the blades 18 and the labyrinth ring 20 are implanted. To perform ultrasonic flaw detection on a turbine rotor 6 that does not have a center hole, the probe 14 is brought into close contact with the outer circumferential surface of the turbine rotor 6 using the implanted part of the blade 18 and the area that avoids the labyrinth ring 20. This is carried out by injecting the acoustic beam 22 into the turbine rotor 6. That is, this flaw detection is carried out as shown in the cross-sectional views of FIG. 5 and FIG. 6, which show the section taken along line AA in FIG. First, as shown in FIG. 5, in order to detect defects in all directions with respect to the diametrical direction 6b of the turbine rotor 6,
It is required to perform flaw detection at several angles α by changing the angle α between the diametrical direction 6b and the ultrasonic beam 22, and the flaw detection at these angles α covers the entire circumferential and axial length of the turbine rotor 6 as shown by the arrow 24. Usually carried out over a period of time. In order to make the ultrasonic beam 22 enter the inside of the turbine rotor 6 at an angle α, as shown in FIG. incident. The inclination of the probe 14 to obtain the angle α and the angle θ are determined by the following formula C11.

α=sin −’  (−−sin  θ)   ・・
・・−−−(11C! ここで、C1:シュウ26内の音速 C! :タービンロータ6内の音速 すなわち、シュウ26は、角度θの傾きを存し、かつタ
ービンロータ6にすきまなく密着して超音波ビーム22
の入射を良好にするため、タービンロータ6の外周曲率
に合致した曲率を有するシュウ26を、入射角度αごと
にかつ探傷部のタービンロータ6の外径が異なるごとに
それぞれ数多く準備する必要がある。
α=sin −' (--sin θ) ・・
...---(11C! Here, C1: Speed of sound inside the shoe 26 C!: Speed of sound inside the turbine rotor 6, that is, the shoe 26 has an inclination of angle θ and is in close contact with the turbine rotor 6 without any gaps. Ultrasonic beam 22
In order to improve the incidence of the flaws, it is necessary to prepare a large number of shoes 26 having a curvature that matches the outer circumferential curvature of the turbine rotor 6 for each incident angle α and for each different outer diameter of the turbine rotor 6 in the flaw detection section. .

第7図は、ラビリンスリング2oをよけて探傷する溝付
きシュウ28を介して、超音波探傷する状態を示す断面
図である。また、第8図はラビリンスリング20の詳細
を示す断面図で、タービンロータ6に溝6cを設け、こ
の溝6cにL形断面でリング状のラビリンスリング20
を植え込み、リング状の角[30を打ち込んで固定した
もので、図示を省略したケーシング側の要素との間のす
きまを小さくしてラビリンス(Labyrinth :
迷8)を構成して蒸気の洩れを防止するものである。
FIG. 7 is a sectional view showing a state in which ultrasonic flaw detection is performed via a grooved shoe 28 that avoids the labyrinth ring 2o for flaw detection. FIG. 8 is a cross-sectional view showing details of the labyrinth ring 20. A groove 6c is provided in the turbine rotor 6, and a ring-shaped labyrinth ring 20 with an L-shaped cross section is formed in the groove 6c.
A ring-shaped corner [30] is implanted and fixed by driving it in place, and the gap between it and the casing side element (not shown) is reduced to create a labyrinth (Labyrinth).
8) to prevent steam leakage.

前記の第7図に示した溝付きシュウ28は、前記の第6
図のシュウ26と同様に、超音波ビーム22の入射角度
αに応じて、角度θの傾きを有し、かつタービンロータ
6にすきまなく密着して超音波ビーム22の入射を良好
にするため、タービンロータ6の外周曲率に合致した曲
率を有する溝付きシュウ28を、入射角度αごと探傷部
のタービンロータ6の外径ごとにそれぞれ多数準備する
必要がある。
The grooved shoe 28 shown in FIG.
Similar to the shoe 26 in the figure, it has an inclination of an angle θ according to the incident angle α of the ultrasonic beam 22, and is in close contact with the turbine rotor 6 without any gaps to improve the incidence of the ultrasonic beam 22. It is necessary to prepare a large number of grooved shoes 28 having a curvature matching the outer circumferential curvature of the turbine rotor 6 for each incident angle α and each outer diameter of the turbine rotor 6 in the flaw detection section.

一般に、タービンロータ6は、多くの直径の異なる段を
有し、ラビリンスリング20はこの段ごとに複数個植え
込まれ、かつ隣接するラビリンスリング20間の間隔は
、段ごとに異なることが多いため、準備しなければなら
ない前記の溝付きシュウ28の数は膨大な数にのぼり、
経済性が橿めて悪く、かつ保管し必要に応じて探し出す
工数も掛かるという問題があった。また、シュウ26.
 I付きシュウ28とタービンロータ6とは硬質なもの
同士の接触となり、両者のなじみが悪く、両者の接触面
において超音波ビーム22の伝播ロスが生じ、入射した
超音波ビーム22の強度が低下する問題がある。
In general, the turbine rotor 6 has many stages with different diameters, and a plurality of labyrinth rings 20 are implanted in each stage, and the spacing between adjacent labyrinth rings 20 often differs from stage to stage. , the number of grooved shoes 28 that must be prepared is enormous;
There was a problem in that it was extremely uneconomical and required many man-hours to store and search for it when necessary. Also, Shu 26.
The I-equipped shoe 28 and the turbine rotor 6 come into contact with each other as hard objects, and the two do not fit well, causing a propagation loss of the ultrasonic beam 22 at the contact surface between the two, and reducing the intensity of the incident ultrasonic beam 22. There's a problem.

さらに、溝付きシュウ28では、128aを設けてラビ
リンスリング20をさけているため、この溝28aの部
分で超音波ビーム22の伝播が妨げられ、超音波ビーム
22の入射強度はますます低下する問題がある。
Furthermore, in the grooved shoe 28, since the labyrinth ring 20 is avoided by providing the groove 28a, the propagation of the ultrasonic beam 22 is hindered by the groove 28a, and the incident intensity of the ultrasonic beam 22 is further reduced. There is.

本発明は、形状1寸法の異なるシュウや、溝付きシュウ
を一切使用することなく、タービンロータへの超音波ビ
ームの入射伝播ロスをできるだけ小さくして、全体とし
て低価格で取扱いが容易でかつ安定したタービンロータ
の超音波探傷装置を提供することを目的としている。
The present invention minimizes the incident propagation loss of the ultrasonic beam to the turbine rotor without using shoes with different shapes or dimensions, or shoes with grooves, thereby achieving an overall low cost, easy handling, and stability. The purpose of the present invention is to provide an ultrasonic flaw detection device for turbine rotors.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

前記の課題を解決するために、本発明は、超音波を使用
して非破壊でタービンロータの内部欠陥を探傷するター
ビンロータの超音波探傷装置において、超音波の媒質と
なる水をその内部に貯留してこの水中にタービンロータ
全体を浸漬させる水槽と、この水槽中に設けられる回転
自在の対のローラを備えこのローラ上にタービンロータ
を積載して回転自在に支持する1対のローラ受け台と、
前記水槽中に設けられて前記1対のローラ受け台に支持
されたタービンロータの一端部に連結してタービンロー
タを回転させるロータ回転装置と、探傷しようとするタ
ービンロータの表面から一定の測定距離だけ離して設置
位置可変のホルダに支持されて設けられる超音波の探触
子と、探触子に着脱自在に設けられる超音波ノズルとを
備える。
In order to solve the above problems, the present invention provides an ultrasonic flaw detection device for a turbine rotor that non-destructively detects internal defects in a turbine rotor using ultrasonic waves. A water tank for storing water and immersing the entire turbine rotor in this water, and a pair of roller holders provided in the water tank for rotatably supporting the turbine rotor by loading the turbine rotor on the rollers. and,
a rotor rotation device that is connected to one end of a turbine rotor provided in the water tank and supported by the pair of roller holders to rotate the turbine rotor; and a fixed measurement distance from the surface of the turbine rotor to be inspected for flaws. The ultrasonic probe is provided with an ultrasonic probe supported by a holder whose installation position is variable and separated by a distance, and an ultrasonic nozzle which is detachably attached to the probe.

〔作用〕[Effect]

本発明は、タービンロータ全体を、超音波の媒質の水を
内部に貯留した水槽中に浸漬させ、水槽中に設けられた
ローラ受け台にタービンロータを積載して回転自在に支
持させ、同様に水槽中に設けられたロータ回転装置にタ
ービンロータの一端部を連結してタービンロータを回転
させ、探傷しようとするタービンロータの表面から一定
の測定距離だけ離して設けられた、超音波ノズルを着脱
自在に設けた超音波探触子を備えた超音波探傷装置とし
たものであるため、水を媒質としてタービンロータ中へ
超音波の送信・受信がシュウを使用することなく安定し
て確実に行なうことができ、しかもラビリンスリング植
込部位でも超音波入射ロスを軽減し、さらに狭あい空間
でも超音波の散乱に伴うノイズをできるだけ小さくする
ことができる。
In the present invention, the entire turbine rotor is immersed in a water tank in which water as an ultrasonic medium is stored, and the turbine rotor is rotatably supported by being loaded on a roller holder provided in the water tank. One end of the turbine rotor is connected to a rotor rotation device installed in the water tank to rotate the turbine rotor, and an ultrasonic nozzle installed at a certain measurement distance from the surface of the turbine rotor to be inspected is attached and detached. Since it is an ultrasonic flaw detection device equipped with ultrasonic probes that can be placed freely, it can stably and reliably transmit and receive ultrasonic waves into the turbine rotor using water as a medium without using a shoe. Furthermore, it is possible to reduce the ultrasonic incidence loss even at the labyrinth ring implantation site, and furthermore, it is possible to minimize the noise accompanying the scattering of ultrasonic waves even in a narrow space.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は、本発明の実施例の全体を示す断面図である。 FIG. 1 is a sectional view showing the entire embodiment of the present invention.

第1図において、超音波の媒質となる水2をその内部に
貯留する水槽4があり、この水中にタービンロータ6全
体を浸漬させている。この水槽4中に回転自在の1対の
ローラ8,8を備えたローラ受け台10が1対設けられ
、このローラ88上にタービンロータ6をクレーンなど
の荷投手段で積載してこのタービンロータ6を回転自在
に支持している。また、水槽4中にロータ回転装置12
が設けられ、1対のローラ受け台10.10に支持され
たタービンロータ6の一端部6aにロータ回転装置12
が連結され、タービンロータ6を回転させる。超音波の
探触子14が図示を省略した設W 位W可変のホルダに
支持されて、探傷しようとすルタービンロータ6の表面
から一定の測定距離だけ離して設けられている。この探
触子14は、内部にたとえば水晶、チタン酸バリウムな
どの圧電材料を切り出した振動子を内蔵し、この振動子
は送信・受信用を兼ねる。また探触子14には、その送
信・受信部に超音波ノズル16が着脱自在に設けられて
いる。タービンロータ6にはブレード18と各段ごとに
複数個のラビリンスリング20が植え込まれている。
In FIG. 1, there is a water tank 4 in which water 2 serving as a medium for ultrasonic waves is stored, and the entire turbine rotor 6 is immersed in this water. A pair of roller holders 10 having a pair of rotatable rollers 8, 8 are provided in the water tank 4, and the turbine rotor 6 is loaded onto the roller 88 using a loading means such as a crane. 6 is rotatably supported. In addition, a rotor rotating device 12 is provided in the water tank 4.
A rotor rotation device 12 is provided at one end 6a of the turbine rotor 6 supported by a pair of roller holders 10.10.
are connected to rotate the turbine rotor 6. An ultrasonic probe 14 is supported by a holder (not shown) whose position W is variable, and is provided at a certain measurement distance from the surface of the turbine rotor 6 to be inspected. The probe 14 has a built-in vibrator cut out of a piezoelectric material such as crystal or barium titanate, and this vibrator serves both for transmission and reception. Further, the probe 14 is provided with an ultrasonic nozzle 16 in its transmitting/receiving section in a detachable manner. The turbine rotor 6 has blades 18 and a plurality of labyrinth rings 20 implanted in each stage.

前記の構成になる本発明の超音波探傷装置による探傷操
作について、次に説明する。
A flaw detection operation using the ultrasonic flaw detection apparatus of the present invention configured as described above will be described next.

(イ)水2を入れていない空の水槽4には、ローラ受け
台IOとロータ回転装212とが設けられている。
(a) The empty water tank 4 that does not contain water 2 is provided with a roller holder IO and a rotor rotating device 212.

タービンロータ6は、ある寸法範囲の複数種類のものを
探傷するためには、おのおの各部寸法が異なるため、1
対のローラ受け台10.10の間隔の調整ができ、中心
合わせのためロータ回転装置の中心高さの調整ができる
ようにスライド機構を設けておくこともある。また探触
子14は、タービンロータ6の荷役作業の邪魔にならな
い位置にホルダを調整して移動しておく。
In order to detect multiple types of turbine rotor 6 within a certain size range, each part has different dimensions, so one
A sliding mechanism may be provided so that the distance between the pair of roller holders 10.10 can be adjusted and the center height of the rotor rotating device can be adjusted for centering. Further, the probe 14 is moved by adjusting the holder to a position where it does not interfere with the cargo handling work of the turbine rotor 6.

(ロ)クレーンなどの荷投手段によって、タービンロー
タ6を荷役し、ローラ受け台10.10の対のローラ8
.8上に積載する。タービンロータ6のロータ回転装置
12側の一端部6aと、ロータ回転装置12とを連結す
るが、この際たわみ継手を介して連結すると、連結作業
が容易となり円滑な動力伝達ができて便利である。
(b) The turbine rotor 6 is unloaded by a loading means such as a crane, and the pair of rollers 8 on the roller cradle 10.10 is loaded.
.. Load it on top of 8. One end 6a of the turbine rotor 6 on the rotor rotation device 12 side is connected to the rotor rotation device 12. At this time, it is convenient to connect via a flexible joint because the connection work is facilitated and smooth power transmission is possible. .

(ハ)ホルダを調整して探触子14を所望の探傷位置に
設置する。この際探触子14には、超音波ノズル16を
必要により装着しておく。
(c) Adjust the holder and install the probe 14 at the desired flaw detection position. At this time, the probe 14 is equipped with an ultrasonic nozzle 16 if necessary.

(ニ)水槽4に所望の量の水2を貯留し、タービンロー
タ6を十分に浸漬させる。
(d) A desired amount of water 2 is stored in the water tank 4, and the turbine rotor 6 is sufficiently immersed.

(杓探触子14から超音波ビーム22を水2を媒質とし
て介してタービンロータ6の中に入射する。この場合、
従来例のシュウ26のような固体媒質でなく、水2を媒
質としているので、超音波ビーム22は、極めて安定し
て、入射ロスも少ない状態でタービンロータ6に入射す
る。
(The ultrasonic beam 22 is input from the ladle probe 14 into the turbine rotor 6 through the water 2 as a medium. In this case,
Since water 2 is used as a medium instead of a solid medium like the shoe 26 of the conventional example, the ultrasonic beam 22 is extremely stable and enters the turbine rotor 6 with little incident loss.

(へ)この状態で、ロータ回転装ff12を駆動し、連
結されているタービンロータ6を回転させ、タービンロ
ータ6の全周を探傷する。超音波ビーム22の入射角度
α (前記第5図、第6図参照)を得るには、探触子1
4のタービンロータ6に対する傾は角θ (前記第6図
参照)を所定の角度にホルダを調整して傾けることで容
易に得られる。この傾は角θは、前記fl1式により、
C,をシュウ26内の音速から水中の音速におきかえて
得られる。ラビリンスリング20の部位では、水2を媒
質とした場合でも、若干の入射ロスがあるが、前記従来
例の第7図で説明した溝付きシュウ28のa28aで伝
播が妨げられる分の入射ロスは一切なくなるので、溝付
きシュウ28を使用する時に比較すると、格段に超音波
ビーム22の入射ロスが小さくなる。
(f) In this state, the rotor rotation device ff12 is driven to rotate the connected turbine rotor 6, and the entire circumference of the turbine rotor 6 is inspected for flaws. To obtain the incident angle α of the ultrasonic beam 22 (see FIGS. 5 and 6 above), the probe 1
4 with respect to the turbine rotor 6 can be easily obtained by adjusting and tilting the holder to a predetermined angle θ (see FIG. 6). The angle θ of this inclination is, according to the above fl1 formula,
C, is obtained by replacing the sound speed in the shoe 26 with the sound speed in water. At the labyrinth ring 20, there is some incident loss even when water 2 is used as a medium, but the incident loss is equal to the amount of the incident loss due to the propagation being obstructed by a28a of the grooved shoe 28 explained in FIG. 7 of the conventional example. Therefore, the incident loss of the ultrasonic beam 22 is significantly reduced compared to when using the grooved shoe 28.

(ト)このようにして、一つの部位の探傷が終わったら
、ホルダを調整して探触子I4を、次の探傷位置に設置
し、前記と同様に探傷する。
(G) After flaw detection of one part is completed in this manner, the holder is adjusted, the probe I4 is placed at the next flaw detection position, and flaw detection is performed in the same manner as described above.

(刊タービンロータ6のすべての探傷位置での探傷が終
わったら、水槽4から水2を排出し、探触子14を荷役
作業の邪魔にならない位置に移動し、タービンロータ6
の一端部6aとロータ回転装置12との連結を解除し、
クレーンなどの荷投手段によってタービンロータ6を搬
出する。
(After flaw detection has been completed at all flaw detection positions on the turbine rotor 6, drain the water 2 from the water tank 4, move the probe 14 to a position where it will not interfere with cargo handling work, and
Release the connection between the one end 6a and the rotor rotation device 12,
The turbine rotor 6 is carried out by a loading means such as a crane.

引き続いて次のタービンロータ6を超音波探傷するとき
は、荷役、連結作業がやり難くなければ、水2は排出す
ることなく次の探傷を行なってもよい。ただし、作業が
終わって次の探傷までに長期間超音波探傷装置を休止し
ておくときは、水2を排出し、ローラ受け台10.ロー
タ回転装置12.探触子14.超音波ノズル16などの
機器の水拭き、防錆処理などを十分に行なっておく。
When subsequently performing ultrasonic flaw detection on the next turbine rotor 6, the next flaw detection may be performed without discharging the water 2 if cargo handling and connection work are not difficult. However, if the ultrasonic flaw detection device is to be stopped for a long period of time after the work is finished and before the next flaw detection, drain the water 2 and remove the roller holder 10. Rotor rotation device 12. Probe 14. Equipment such as the ultrasonic nozzle 16 should be thoroughly wiped with water and treated to prevent rust.

第2図と第3図とは、F!J接するブレード18.18
間の間隔が狭く探触子14がブレード18.18間に収
まらない場合を示し、第2図は探触子14のみを使用し
た状他を示した断面図で、第3図は探触子14に超音波
ノズル16を装着して使用した状態を示した断面図であ
る。
Figures 2 and 3 are F! J contact blade 18.18
Fig. 2 is a cross-sectional view showing the state in which only the probe 14 is used, and Fig. 3 is a cross-sectional view showing the state where only the probe 14 is used. 14 is a sectional view showing a state in which the ultrasonic nozzle 16 is attached to the ultrasonic nozzle 14 and used.

第2図においては、タービンロータ6に入射する超音波
ビーム22のほかに、拡散した超音波ビーム22aが、
たとえばブレード18.18に当たりここで反射して散
乱ビーム22bとなって探触子14に受信されて、ノイ
ズが増大して、タービンロータ6の探傷の妨げとなる。
In FIG. 2, in addition to the ultrasonic beam 22 incident on the turbine rotor 6, a diffused ultrasonic beam 22a is
For example, the beam hits the blades 18, 18 and is reflected therein as a scattered beam 22b which is received by the probe 14, increasing noise and interfering with flaw detection of the turbine rotor 6.

第3図は、第2図において説明した欠点を解消したもの
で、探触子14に超音波ノズル16を装着したものであ
る。この超音波ノズル16は、ブレード18.18間に
挿入可能の外形寸法で筒状に作られており、拡散した超
音波ビーム22aは図示のように、超音波ノズル16の
内面で反射してタービンロータ6に達するが、これによ
る散乱ビームは探触子14に到達することがなく受信さ
れずにノイズが減少するため、このような狭あい部分で
も安定よくかつ超音波ビーム220入射ロスが少ない超
音波探傷が実施できる。なおタービンロークロの狭あい
部分の寸法は多種類にわたるから、外形寸法の異なる複
数個の超音波ノズル16を用意しておき、状況に応して
最適寸法の超音波ノズル16を探触子14に装着して使
用するが、このために超音波ノズル16を探触子14に
着脱自在としている。
FIG. 3 shows a device in which the drawbacks explained in FIG. 2 are eliminated, and an ultrasonic nozzle 16 is attached to the probe 14. This ultrasonic nozzle 16 is made into a cylindrical shape with external dimensions that can be inserted between the blades 18 and 18, and the diffused ultrasonic beam 22a is reflected on the inner surface of the ultrasonic nozzle 16 as shown in the figure, causing a turbine. However, the scattered beams from this do not reach the probe 14 and are not received, reducing noise. Therefore, even in such a narrow space, the ultrasonic beam 220 is stable and has little incident loss. Sonic flaw detection can be performed. Since the dimensions of the narrow part of the turbine rotor vary widely, a plurality of ultrasonic nozzles 16 with different external dimensions are prepared, and depending on the situation, the ultrasonic nozzle 16 with the optimum size is selected from the probe 14. For this purpose, the ultrasonic nozzle 16 is detachably attached to the probe 14.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、タービンロータ全体を水中に浸ン1し
、この水を媒体として超音波ノズルを装着した探触子か
ら超音波ビームをタービンロータに発信して入射させ、
内部欠陥からの反射波を探触子で受信して探傷する超音
波探傷装置としたため、fatタービンロータの狭あい
部や復雑な形状の部位でも、超音波の入射ロスが少なく
、ノイズが少ない安定した探傷が可能となり、 fb)探触子のタービンロータに対する傾は角θを、所
定の角度にホルダを調整して傾けることで、容易に超音
波ビームの入射角度αを所望の値に設定することができ
、 fclこの結果、従来例のようなシュウを一切使用しな
くてよいために、 タービンロータへの超音波ビームの入射伝播ロスをでき
るだけ小さくして、全体として低価格で、取扱いが容易
でかつ安定した1転性の高いタービンロータの超音波探
傷装置を提供することができる。
According to the present invention, the entire turbine rotor is immersed in water, and an ultrasonic beam is transmitted to the turbine rotor from a probe equipped with an ultrasonic nozzle using the water as a medium, and is incident on the turbine rotor.
The ultrasonic flaw detection device detects flaws by receiving reflected waves from internal flaws with a probe, so there is little loss of ultrasonic waves and less noise, even in narrow spaces and complex-shaped parts of the fat turbine rotor. Stable flaw detection becomes possible, and fb) The angle θ of the probe relative to the turbine rotor is adjusted and the holder is tilted to a predetermined angle, making it easy to set the incident angle α of the ultrasonic beam to the desired value. As a result, since there is no need to use a shoe like in the conventional example, the incident propagation loss of the ultrasonic beam to the turbine rotor is minimized, resulting in an overall low cost and easy handling. It is possible to provide an ultrasonic flaw detection device for a turbine rotor that is easy, stable, and has a high degree of single rotation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例の全体を示す断面図、第2図と
第3図とは隣接ブレード間の間隔が狭く探触子がブレー
ド間に収まらない場合を示し、第2図は探触子のみを使
用した状態を示した断面図、第3図は探触子に超音波ノ
ズルを装着して使用した状態を示した断面図、第4図は
タービンロータの全体を示した断面図、第5図ないし第
7図は従来例を示す図面で、第5図は超音波ビームの入
射伝播の状態を示す第4図のA−A部横断面図、第6図
はシュウを介して超音波ビームをタービンロータに角度
αで入射している状態を示す第4図のA−A部横断面図
、第7図はラビリンスリングをよけて探傷する溝付きシ
ュウを介して超音波探傷する状態を示す断面図、第8図
はラビリンスリングの詳細を示す断面図である。 2:水、4:水槽、6:タービンロータ、10:ローラ
受け台、12:ロータ回転装置、14:探触子、16:
超音波ノズル、20ニラビリンスリング、22:超音波
ビーム、26:シュウ、28:溝付きシュウ。 第1 図 第2 第31¥] 第4図 第1図 第6 図
FIG. 1 is a sectional view showing the entire embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 show a case where the distance between adjacent blades is narrow and the probe cannot fit between the blades, and FIG. A sectional view showing the state in which only the probe is used, Fig. 3 is a sectional view showing the state in which the ultrasonic nozzle is attached to the probe, and Fig. 4 is a sectional view showing the entire turbine rotor. , Fig. 5 to Fig. 7 are drawings showing a conventional example, Fig. 5 is a cross-sectional view taken along the line A-A in Fig. 4 showing the state of incidence and propagation of the ultrasonic beam, and Fig. 6 is a cross-sectional view showing the incident propagation state of the ultrasonic beam. A cross-sectional view taken along line A-A in Fig. 4 shows the state where the ultrasonic beam is incident on the turbine rotor at an angle α, and Fig. 7 shows ultrasonic flaw detection via a grooved shoe that avoids the labyrinth ring for flaw detection. FIG. 8 is a sectional view showing details of the labyrinth ring. 2: water, 4: water tank, 6: turbine rotor, 10: roller pedestal, 12: rotor rotation device, 14: probe, 16:
Ultrasonic nozzle, 20 Labyrinth ring, 22: Ultrasonic beam, 26: Shoe, 28: Grooved shoe. Figure 1 Figure 2 Figure 6 Figure 4 Figure 1 Figure 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1)超音波を使用して非破壊でタービンロータの内部欠
陥を探傷するタービンロータの超音波探傷装置において
、超音波の媒質となる水をその内部に貯留してこの水中
にタービンロータ全体を浸漬させる水槽と、この水槽中
に設けられる回転自在の対のローラを備えこのローラ上
にタービンロータを積載して回転自在に支持する1対の
ローラ受け台と、前記水槽中に設けられて前記1対のロ
ーラ受け台に支持されたタービンロータの一端部に連結
してタービンロータを回転させるロータ回転装置と、探
傷しようとするタービンロータの表面から一定の測定距
離だけ離して設置位置可変のホルダに支持されて設けら
れる超音波の探触子と、探触子に着脱自在に設けられる
超音波ノズルとを備えることを特徴とするタービンロー
タの超音波探傷装置。
1) In a turbine rotor ultrasonic flaw detection device that non-destructively detects internal defects in a turbine rotor using ultrasonic waves, water, which serves as a medium for ultrasonic waves, is stored inside the device and the entire turbine rotor is immersed in this water. a water tank provided in the water tank, a pair of roller holders provided in the water tank and including a pair of rotatable rollers, on which a turbine rotor is loaded and rotatably supported; A rotor rotation device that rotates the turbine rotor by being connected to one end of the turbine rotor supported by a pair of roller holders, and a holder that can be installed at a variable distance from the surface of the turbine rotor to be inspected. An ultrasonic flaw detection device for a turbine rotor, comprising: an ultrasonic probe that is supported and provided; and an ultrasonic nozzle that is detachably attached to the probe.
JP63194906A 1988-08-04 1988-08-04 Ultrasonic flaw detector for turbine rotor Pending JPH0244245A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014006120A (en) * 2012-06-22 2014-01-16 Japan Casting & Forging Corp Inspection system and inspected object rotation device
JP2014173863A (en) * 2013-03-06 2014-09-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Ultrasonic flaw detection method of shaft member, and probe used for the same

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