JPS60170764A - タ−ビンデイスク用超音波探傷装置 - Google Patents
タ−ビンデイスク用超音波探傷装置Info
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- JPS60170764A JPS60170764A JP59025985A JP2598584A JPS60170764A JP S60170764 A JPS60170764 A JP S60170764A JP 59025985 A JP59025985 A JP 59025985A JP 2598584 A JP2598584 A JP 2598584A JP S60170764 A JPS60170764 A JP S60170764A
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- JP
- Japan
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- defect
- ultrasonic
- echo
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- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/06—Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
- G01N29/0609—Display arrangements, e.g. colour displays
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- G—PHYSICS
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- G—PHYSICS
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- G01N2291/269—Various geometry objects
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明はタービンディスクのロータシャフトとの嵌合部
、特にギー溝部に生ずるき裂等の欠陥検近年、タービン
ディスクのロータシャフトとの嵌合部キー溝部に発生す
るき裂等の欠陥の検出および欠陥深さ測定を可能にする
ことは、製品の保守、点検に関して重要な課題となって
きている。
、特にギー溝部に生ずるき裂等の欠陥検近年、タービン
ディスクのロータシャフトとの嵌合部キー溝部に発生す
るき裂等の欠陥の検出および欠陥深さ測定を可能にする
ことは、製品の保守、点検に関して重要な課題となって
きている。
従来上記タービンディスクのノ・ブ部あるいはウェブ部
に発生する欠陥の探傷については、ノ・ブ面上に設置し
た斜角探触子を機械的に走査しノ・プ面下およびウェブ
面下の探傷を行っていた。即ち従来の手法の一例を示す
第１図において、探傷治具１の先端に取付けられた通常
の斜角探傷用超音波探触子２をタービンディスク３のハ
ブ３８面上に設置し、タービンロータ全体即ちディスク
３を回転させる事によシ探触子を相対的に機械的走査さ
せ、超音波ビーム４上に欠陥５が存在する場合にその反
射エコーを同じ探触子２によシ検出し欠陥探傷を行って
いるが、この方法では機械的走査を行っている間は探触
子をディスクのハブ面上に一定圧力で接触させておく事
が困難であシ、そのため欠陥５よりの反射エコーの振幅
値は探触子の接触状態によシ著しく変化するので、探触
子走査中に超音波ビーム４が欠陥５を最適にとらえてい
る時の探触子位置、即ち反射エコーが最大となる時の探
触子位置をめるのが困難で、欠陥位置及び欠陥深さを測
定する場合の探傷精度を低化させる。さらに探触子２を
ハブ面上に設置する際に探触子２は腕の長い探傷治具１
の先端に取付けであるので探触子位置設定精度を向上さ
せる事も容易ではなく、さらにロータを回転させて探傷
するので探傷時間も長くかかる等の挿々の問題点があっ
た。
に発生する欠陥の探傷については、ノ・ブ面上に設置し
た斜角探触子を機械的に走査しノ・プ面下およびウェブ
面下の探傷を行っていた。即ち従来の手法の一例を示す
第１図において、探傷治具１の先端に取付けられた通常
の斜角探傷用超音波探触子２をタービンディスク３のハ
ブ３８面上に設置し、タービンロータ全体即ちディスク
３を回転させる事によシ探触子を相対的に機械的走査さ
せ、超音波ビーム４上に欠陥５が存在する場合にその反
射エコーを同じ探触子２によシ検出し欠陥探傷を行って
いるが、この方法では機械的走査を行っている間は探触
子をディスクのハブ面上に一定圧力で接触させておく事
が困難であシ、そのため欠陥５よりの反射エコーの振幅
値は探触子の接触状態によシ著しく変化するので、探触
子走査中に超音波ビーム４が欠陥５を最適にとらえてい
る時の探触子位置、即ち反射エコーが最大となる時の探
触子位置をめるのが困難で、欠陥位置及び欠陥深さを測
定する場合の探傷精度を低化させる。さらに探触子２を
ハブ面上に設置する際に探触子２は腕の長い探傷治具１
の先端に取付けであるので探触子位置設定精度を向上さ
せる事も容易ではなく、さらにロータを回転させて探傷
するので探傷時間も長くかかる等の挿々の問題点があっ
た。
本発明は従来の技術による上記の如き種々の問題点を解
決するためになされたもので、その目的はタービンディ
スクのハブ部およびウェブ部のキー溝部に発生するき裂
等の欠陥を単時間に検出し、且つ精度良く欠陥深さを測
定するための超音波探傷装置を提供することにある。
決するためになされたもので、その目的はタービンディ
スクのハブ部およびウェブ部のキー溝部に発生するき裂
等の欠陥を単時間に検出し、且つ精度良く欠陥深さを測
定するための超音波探傷装置を提供することにある。
上記目的を達成するため本発明は、タービンディスクの
ハブ面上にハブ曲面に沿って配列された多数個の振動子
よ多構成される超音波探傷用アレイ形探触子と、この探
触子の各振動子に対し高電圧パルスを印加して超音波を
発生させる多チャンネルのパルサーと、被検査体内より
反射してきて前記各振動子によシ受信された超音波信号
を電気信号として増幅する多チャンネルのレジ−／（−
ト、このレシーバ−によシ増幅された超音波々形をデジ
タル値に変換する４勺コンバータと、前記多数個の振動
子から任意の複数個の振動子群を選択し且つこれらに対
し前記パルサーから任意の遅れ時間を設定して高電圧パ
ルスを印加するとともに前記〜Φコンバータのタイミン
グを制御するディレィタイムコントローラと、以上の各
ユニットの動作を制御し且つ前記プレイ形探触子の中か
ら探傷に用いる振動子）１イを選択し、個々の振動子に
高電圧パルスを印加する際の遅れ時間等のデータを計算
・記憶するマイクロコンピュータと、測定された超音波
々形やデータ処理された断面像を表示する表示装置とよ
シなることを特徴とするものである。
ハブ面上にハブ曲面に沿って配列された多数個の振動子
よ多構成される超音波探傷用アレイ形探触子と、この探
触子の各振動子に対し高電圧パルスを印加して超音波を
発生させる多チャンネルのパルサーと、被検査体内より
反射してきて前記各振動子によシ受信された超音波信号
を電気信号として増幅する多チャンネルのレジ−／（−
ト、このレシーバ−によシ増幅された超音波々形をデジ
タル値に変換する４勺コンバータと、前記多数個の振動
子から任意の複数個の振動子群を選択し且つこれらに対
し前記パルサーから任意の遅れ時間を設定して高電圧パ
ルスを印加するとともに前記〜Φコンバータのタイミン
グを制御するディレィタイムコントローラと、以上の各
ユニットの動作を制御し且つ前記プレイ形探触子の中か
ら探傷に用いる振動子）１イを選択し、個々の振動子に
高電圧パルスを印加する際の遅れ時間等のデータを計算
・記憶するマイクロコンピュータと、測定された超音波
々形やデータ処理された断面像を表示する表示装置とよ
シなることを特徴とするものである。
以下、本発明の一実施例につき第２図ないし第６図を参
照し−Ｃ説明する。第２図は本発明に゛よるタービンデ
ィスク用竜子走査形超音波探傷装置の構成を示すもので
ある。第２図に於てタービンディスク３のハブ３ａの面
上に設置したアレイ形超音波操触子６はその内部に多数
の振動子７（１）〜７（ｎ）を有しておシ、これらの振
動子はそれぞれ超音波を発生させる為に高電圧パルスを
印加するためのパルサー８（１）〜８（ｎ）、及び振動
子７（１）〜７（ｎ）によシ検出された超音波を受信し
増幅する為のレシーバ−９（ｌ）〜９（ｎ）に接続され
ている。レター／クー９（１）〜９（ｎ）により増幅さ
れた超音波信号はψコンバータ１．０（１）〜１０（ｎ
）によシデジタル値に変換されて記憶されるが、超音波
ビーム４を斜めに入射したシ、あるいは一定の深さに集
束させたシする為には、パルサー８及び４勺コンバータ
１０における動作タイミングを各振動子毎に変化させる
必要があシ、ディレィタイムコントローラ１１はこの動
作を制御している。さらにアレイ形探触子６の中で超音
波の送信に用いる振動子群７（ｉ）、 ７（＋＋１）、
７（１＋２）及び受信に用いる振動子群７（ｌｌ、
７（ｌ＋１）、 ７（ｌ＋２）−を選択し、またディレ
ィタイムコントローラ１１に遅延時間データを与えたシ
、Ａ／Ｄコンノく−タ１０によシデジタル値に変換され
たデータを記憶し、データ処理した結果を断面像として
表示装置１２に表示する等の探傷装置全体の動作をマイ
クロコンピュータ１３が制御している。
照し−Ｃ説明する。第２図は本発明に゛よるタービンデ
ィスク用竜子走査形超音波探傷装置の構成を示すもので
ある。第２図に於てタービンディスク３のハブ３ａの面
上に設置したアレイ形超音波操触子６はその内部に多数
の振動子７（１）〜７（ｎ）を有しておシ、これらの振
動子はそれぞれ超音波を発生させる為に高電圧パルスを
印加するためのパルサー８（１）〜８（ｎ）、及び振動
子７（１）〜７（ｎ）によシ検出された超音波を受信し
増幅する為のレシーバ−９（ｌ）〜９（ｎ）に接続され
ている。レター／クー９（１）〜９（ｎ）により増幅さ
れた超音波信号はψコンバータ１．０（１）〜１０（ｎ
）によシデジタル値に変換されて記憶されるが、超音波
ビーム４を斜めに入射したシ、あるいは一定の深さに集
束させたシする為には、パルサー８及び４勺コンバータ
１０における動作タイミングを各振動子毎に変化させる
必要があシ、ディレィタイムコントローラ１１はこの動
作を制御している。さらにアレイ形探触子６の中で超音
波の送信に用いる振動子群７（ｉ）、 ７（＋＋１）、
７（１＋２）及び受信に用いる振動子群７（ｌｌ、
７（ｌ＋１）、 ７（ｌ＋２）−を選択し、またディレ
ィタイムコントローラ１１に遅延時間データを与えたシ
、Ａ／Ｄコンノく−タ１０によシデジタル値に変換され
たデータを記憶し、データ処理した結果を断面像として
表示装置１２に表示する等の探傷装置全体の動作をマイ
クロコンピュータ１３が制御している。
第３図（ａ）において、アレイ形探触子６の中ノ送信用
振動子群７（１）、 ７（＋＋１） 、 ７（＋＋２）
・・・によシキー溝部に斜めに入射した超音波ビーム４
は欠陥が存在しない場合にはキー溝底面に於て反射し、
第４図（ａ）に示した底面エコーＢ１が受信用振動子群
７（Ａ’） 、 ７（ｌ＋１）、 ７（ｌ＋２）・・に
よシ受信される。ところが第３図（ｂ）に示すようにキ
ー溝部にき裂等の欠陥５が存在する場合には、キー溝底
面に於て反射した超音波ビーム４の他に欠陥先端に於て
散乱波１４が発生し、第４図（ｂ）に示した如く端部ピ
ークエコーＥ、を含んだ受信波形が測定される。この端
部ピークエコーは第３図（ｂ’）に示したように超音波
ビーム４の中心が欠陥５の先端に入射した場合に最大と
なるので、第４図（ｂｌに示すようにこのときの端部ピ
ークエコーＥ、のビーム路程ｌと超音波入射角θよシ送
伯あるいは受信に用いた振動子群と欠陥先端との相対的
位置を算出することが可能であり、探触子をハブ面上を
機械的に走査して端部ピークエコーＥ２をめる従来の探
傷手法と異なり、送受信に用いる振動子群の位置を電子
的に切変えてゆくので、機械的走査に伴う探触子とハブ
面の接触状態の不均一性に影譬されることなく、端部ピ
ークエコーが最大となる条件を正しくめる事が可能とな
るため欠陥深さ測定精度を向上させることができる。
振動子群７（１）、 ７（＋＋１） 、 ７（＋＋２）
・・・によシキー溝部に斜めに入射した超音波ビーム４
は欠陥が存在しない場合にはキー溝底面に於て反射し、
第４図（ａ）に示した底面エコーＢ１が受信用振動子群
７（Ａ’） 、 ７（ｌ＋１）、 ７（ｌ＋２）・・に
よシ受信される。ところが第３図（ｂ）に示すようにキ
ー溝部にき裂等の欠陥５が存在する場合には、キー溝底
面に於て反射した超音波ビーム４の他に欠陥先端に於て
散乱波１４が発生し、第４図（ｂ）に示した如く端部ピ
ークエコーＥ、を含んだ受信波形が測定される。この端
部ピークエコーは第３図（ｂ’）に示したように超音波
ビーム４の中心が欠陥５の先端に入射した場合に最大と
なるので、第４図（ｂｌに示すようにこのときの端部ピ
ークエコーＥ、のビーム路程ｌと超音波入射角θよシ送
伯あるいは受信に用いた振動子群と欠陥先端との相対的
位置を算出することが可能であり、探触子をハブ面上を
機械的に走査して端部ピークエコーＥ２をめる従来の探
傷手法と異なり、送受信に用いる振動子群の位置を電子
的に切変えてゆくので、機械的走査に伴う探触子とハブ
面の接触状態の不均一性に影譬されることなく、端部ピ
ークエコーが最大となる条件を正しくめる事が可能とな
るため欠陥深さ測定精度を向上させることができる。
さらに第５図に示す如く送信および受信に用いる振動子
群の間隔や、アレイ形探触子の中での位置を変えること
により、欠陥位置あるいは深さが異なる欠陥に対しても
端部ピークエコーが最大となる条件、即ち欠陥先端に超
音波ビームが入射している条件を作シ出すことが可能で
あり、この様な送信あるいは受信に用いる振動子群の間
隔および位置を電子的に連続的に変化させることによシ
単時間で欠陥深さ測定が可能となる。
群の間隔や、アレイ形探触子の中での位置を変えること
により、欠陥位置あるいは深さが異なる欠陥に対しても
端部ピークエコーが最大となる条件、即ち欠陥先端に超
音波ビームが入射している条件を作シ出すことが可能で
あり、この様な送信あるいは受信に用いる振動子群の間
隔および位置を電子的に連続的に変化させることによシ
単時間で欠陥深さ測定が可能となる。
また選択した振動子群からの超音波を斜めに入射せず、
ハブ面に垂直に入射することによジタービンディスク内
表面及びキー溝部よル垂直反射してくる底面エコー、を
検出する事によシ内表面の形状も測定できるので、第６
図に示す如く）・プ面下の断面の形状および端部ピーク
エコーよシ測定・計算された欠陥先端位置を表示装置ｌ
ｚ上に断面像として表示することができる。第６図にお
いて、〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、タービンディスク
のロータとの嵌合面のキー溝部に発生するき裂等の欠陥
の検出あるいは欠陥深さ測定に於て、アレイ形探触子の
多数の振動子の中から送信および受信に用いる振動子群
を任意に選択し、その一方からキー高部に向けある一定
の入射角で超音波ビームを人則し、もう一方の振動子群
で欠陥端部ピークエコーを検出する二う設置し、これら
の送信および受信に用いる振動子群の間陥汲びアレイ形
探触子の中での位置を電子的に且つ連続的に切換えてゆ
くことによシ、端部ピークエコーが゛最大となる条件を
単時間のうちに、しかも探触子の機械的走査を必要とし
ないので正しく決定できる。よってノ・プ部のキー溝部
に発生するき裂等の欠陥深さを精度よく測定することが
可能なタービンディスク用電子走査形超音波探傷装置を
提供することができる。
ハブ面に垂直に入射することによジタービンディスク内
表面及びキー溝部よル垂直反射してくる底面エコー、を
検出する事によシ内表面の形状も測定できるので、第６
図に示す如く）・プ面下の断面の形状および端部ピーク
エコーよシ測定・計算された欠陥先端位置を表示装置ｌ
ｚ上に断面像として表示することができる。第６図にお
いて、〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、タービンディスク
のロータとの嵌合面のキー溝部に発生するき裂等の欠陥
の検出あるいは欠陥深さ測定に於て、アレイ形探触子の
多数の振動子の中から送信および受信に用いる振動子群
を任意に選択し、その一方からキー高部に向けある一定
の入射角で超音波ビームを人則し、もう一方の振動子群
で欠陥端部ピークエコーを検出する二う設置し、これら
の送信および受信に用いる振動子群の間陥汲びアレイ形
探触子の中での位置を電子的に且つ連続的に切換えてゆ
くことによシ、端部ピークエコーが゛最大となる条件を
単時間のうちに、しかも探触子の機械的走査を必要とし
ないので正しく決定できる。よってノ・プ部のキー溝部
に発生するき裂等の欠陥深さを精度よく測定することが
可能なタービンディスク用電子走査形超音波探傷装置を
提供することができる。
第１図は従来技術によるタービンディスクキー溝部の探
傷装置を示す斜視図、第２図は本発明の一実施例による
タービンディスク用電子走査形超音波探傷装置を示す構
成図、第３図（ａ） 、 （ｂ）は本発明の一実施例に
よるキー溝部のき裂等欠陥の探傷手法を示す正面図、第
４図（ａ）は底面エコーを、（ｂ）は端部ピークエコー
を示す曲線図、第５図はキー溝部の種々の位置あるいは
種々の深さに存在する欠陥先端位置を測定する状況を示
す正面図、第６図は表示装置に示される断面像を示す図
である。 ３ タービンディスク、３ａ・・ハブ、４・・・超音波
ビーム、５ 欠陥、６・・アレイ形探触子、７（１）〜
７（ｎ）・・・振動子、８（１）〜８（ｎ）・・・パル
サー、９（１）〜９（ｎ）・レシーバ−１ ｌ０（１）〜１Ｏ（ｎ） −・−Ａ７Ｄ ＝ｒンバータ
、１１・・・ディレィタイムコントローラ、１２・・・
表示装置、１３・・・マイクロコンピュータ。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名）第１図 第２図 第３図 （α）（ｂ） 第４図 （α） 第６図
傷装置を示す斜視図、第２図は本発明の一実施例による
タービンディスク用電子走査形超音波探傷装置を示す構
成図、第３図（ａ） 、 （ｂ）は本発明の一実施例に
よるキー溝部のき裂等欠陥の探傷手法を示す正面図、第
４図（ａ）は底面エコーを、（ｂ）は端部ピークエコー
を示す曲線図、第５図はキー溝部の種々の位置あるいは
種々の深さに存在する欠陥先端位置を測定する状況を示
す正面図、第６図は表示装置に示される断面像を示す図
である。 ３ タービンディスク、３ａ・・ハブ、４・・・超音波
ビーム、５ 欠陥、６・・アレイ形探触子、７（１）〜
７（ｎ）・・・振動子、８（１）〜８（ｎ）・・・パル
サー、９（１）〜９（ｎ）・レシーバ−１ ｌ０（１）〜１Ｏ（ｎ） −・−Ａ７Ｄ ＝ｒンバータ
、１１・・・ディレィタイムコントローラ、１２・・・
表示装置、１３・・・マイクロコンピュータ。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名）第１図 第２図 第３図 （α）（ｂ） 第４図 （α） 第６図
Claims (1)
- タービンディスクのハブ面上にノ・プ曲面に沿って配列
された多数個の振動子よシ構成される超音波探傷用アレ
イ形探触子と、この探触子の各振動子に対し高電圧パル
スを印加して超音波を発生させる多チャンネルのパルサ
ーと、被検査体内よシ反射してきて前記各振動子によシ
受信された超音波信号を電気信号として増幅する多チャ
ンネルのレシーバ−と、このレシーバ−によシ増幅され
た超音波々形をデジタル値に変換するφコンバータと、
前記多数個の振動子から任意の複数個の振動子群を選択
し且つこれらに対し前記パルサーから任意の遅れ時間を
設定して高電圧パルスを印加するとともに前記んΦコン
バータのタイミングを制御するディレィタイムコントロ
ーラと、以上の各ユニットの動作を制御し且つ前記アレ
イ形探触子の中から探傷に用いる振動子群を選択し、個
々の振動子に高電圧パルスを印加する際の遅れ時間等の
データを計算・記憶するマイクロコンピュータと、測定
された超音波々形やデータ処理された断面像を表示する
表示装置とよシなるタービンディスク用超音波探傷装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59025985A JPS60170764A (ja) | 1984-02-16 | 1984-02-16 | タ−ビンデイスク用超音波探傷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59025985A JPS60170764A (ja) | 1984-02-16 | 1984-02-16 | タ−ビンデイスク用超音波探傷装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60170764A true JPS60170764A (ja) | 1985-09-04 |
Family
ID=12181004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59025985A Pending JPS60170764A (ja) | 1984-02-16 | 1984-02-16 | タ−ビンデイスク用超音波探傷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60170764A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63121748A (ja) * | 1986-11-10 | 1988-05-25 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 超音波探傷装置 |
| JP2002214205A (ja) * | 2001-01-12 | 2002-07-31 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 超音波探傷装置 |
| US8091424B2 (en) | 2007-10-12 | 2012-01-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Defect detection method of turbine generator end ring |
| JP2014228538A (ja) * | 2013-05-17 | 2014-12-08 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 超音波検出方法及び超音波分析方法 |
-
1984
- 1984-02-16 JP JP59025985A patent/JPS60170764A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63121748A (ja) * | 1986-11-10 | 1988-05-25 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 超音波探傷装置 |
| JP2002214205A (ja) * | 2001-01-12 | 2002-07-31 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 超音波探傷装置 |
| JP4633268B2 (ja) * | 2001-01-12 | 2011-02-16 | 川崎重工業株式会社 | 超音波探傷装置 |
| US8091424B2 (en) | 2007-10-12 | 2012-01-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Defect detection method of turbine generator end ring |
| JP2014228538A (ja) * | 2013-05-17 | 2014-12-08 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 超音波検出方法及び超音波分析方法 |
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