KR102611547B1 - 와전류탐상법을 이용한 터빈 블레이드 비파괴검사용 이송장치 - Google Patents
와전류탐상법을 이용한 터빈 블레이드 비파괴검사용 이송장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 와전류를 이용하여 검사하고자 하는 터빈 블레이드의 불량여부를 검사하기 위한 와전류탐상센서, 및 상기 와전류탐상센서가 단부에 장착되며, 와전류탐상센서를 검사하고자 하는 터빈 블레이드면을 따라 이동시키는 탐상센서이동수단을 포함하고 검사된 블레이드의 인접한 블레이드로 자동으로 이송되는 와전류탐상법을 이용한 터빈 블레이드 비파괴검사 이송장치를 제공한다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 검사하고자 하는 블레이드의 단부에서 중앙방향으로 이동하며 검사를 할 수 있으며, 이후, 인접한 다른 블레이드로 이동되어 검사과정을 반복할 수 있어 작업 과정과 시간을 단축시켜 작업 효율을 향상시킴은 물론, 검사 신뢰도, 안정성 향상, 작업 피로도를 감소시킬 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 검사하고자 하는 블레이드의 단부에서 중앙방향으로 이동하며 검사를 할 수 있으며, 이후, 인접한 다른 블레이드로 이동되어 검사과정을 반복할 수 있어 작업 과정과 시간을 단축시켜 작업 효율을 향상시킴은 물론, 검사 신뢰도, 안정성 향상, 작업 피로도를 감소시킬 수 있다.
Description
본 발명은 터빈 블레이드 비파괴검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 검사하고자 하는 블레이드의 단부에서 중앙방향으로 이동하며 검사를 할 수 있으며, 이후, 인접한 다른 블레이드로 이동하여 검사과정을 반복할 수 있어, 종래 블레이드 사이의 좁은 장소에서 수동으로 블레이드 하나하나 검사하는 것에 비하여 이를 기계적 장치에 의한 자동 탐상함으로써 작업 과정과 시간을 단축시켜 작업 효율을 향상시킴은 물론, 검사 신뢰도, 안정성 향상, 작업피로도를 감소시킬 수 있는 와전류탐상법을 이용한 터빈 블레이드 비파괴검사장치에 관한 것이다.
일반적으로, 발전소에 설치된 증기터빈은 고온 고압의 증기를 축의 원주방향으로 배열된 블레이드에 부딪히게 하여 기계적인 회전에너지로 변환시키게 되는데 이에 따른 운전부하 뿐만 아니라 기계 또는 전기적 원인에 의한 진동 또는 충격, 부식환경 등의 가혹한 조건에서 운전됨에 따라 블레이드의 손상이 발생할 수도 있다.
발전 중 증기터빈의 블레이드 손상은 빈번하지 않지만, 한 번 발생되면 발전 중단과 함께 설비의 손상을 가하므로 막대한 비용발생 및 장시간의 보수를 필요로 하게 된다.
여기서, 블레이드 손상은 열응력, 응력집중, 부식에 기인한 균열이 지배적이며, 이러한 균열은 터빈몸체와 블레이드가 고정되는 부분인 블레이드의 루트부 및 블레이드 단부에서 가장 빈번하게 발생된다.
이에, 터빈 블레이드에 대한 비파괴검사 시 블레이드를 검사하여 균열 유무를 찾게 되며, 종래에는 블레이드 사이의 좁은 장소에서 수동으로 블레이드 하나하나 검사하는 방법이 사용되어 왔다.
그러나 이러한 방법은 좁은 장소에서 수동으로 검사과정이 진행되므로 매우 불편할 뿐만 아니라 번거롭고, 많은 검사인원 및 검사시간이 필요하여 비경제적일 뿐만 아니라, 검사자체의 신뢰도, 안정성 결여, 및 작업 피로도를 증가시키는 등의 문제점이 있어왔다.
이를 해소하기 위해, 종래 터빈 블레이드 검사장치로 등록실용신안 제20-0270825호에서 개진된 바와 같이, 터빈에 자력으로 부착되어 이동할 수 있도록 마그네틱 바퀴를 갖고, 이 마그네틱 바퀴를 회전시켜 터빈을 따라 이동되며 검사하는 기술이 공개되어 있다.
하지만, 종래 마그네틱 바퀴를 이용한 터빈 블레이드 검사장치는 블레이드들을 감싸고 있는 슈라우드밴드를 따라 이동되는 것으로, 슈라우드밴드가 없는 터빈 블레이드의 경우, 단부가 그대로 노출됨에 따라, 마그네틱 바퀴가 부착되어 이동될 수 있는 부분이 존재하지 않아 종래의 구성으로는 검사가 불가능하다는 문제점이 있다.
이에 따라, 기계적 장치에 의한 자동 탐상을 통해 블레이드에 대한 정밀하고 신속한 검사가 이루어지게 하여 검사 신뢰도, 안정성 증가, 및 작업 피로도를 감소시킬 수 있는 기술에 대한 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 검사하고자 하는 블레이드의 단부에서 중앙방향으로 이동하며 검사를 할 수 있으며, 이후, 인접한 다른 블레이드로 이동되어 검사과정을 반복할 수 있어 종래 블레이드 사이의 좁은 장소에서 수동으로 블레이드 하나하나 검사하는 것에 비하여 이를 기계적 장치에 의한 자동 탐상함으로써 작업 과정과 시간을 단축시켜 작업 효율을 향상시킴은 물론, 검사 신뢰도, 안정성 향상, 작업 피로도를 감소시킬 수 있는 와전류탐상법을 이용한 터빈 블레이드 비파괴검사장치를 제공함에 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명은 와전류를 이용하여 검사하고자 하는 터빈 블레이드의 불량여부를 검사하기 위한 와전류탐상센서, 및 상기 와전류탐상센서를 검사할 터빈 블레이드로 위치변경하는 탐상센서위치변경수단을 포함한다.
바람직하게, 상기 탐상센서위치변경수단은 검사하고자 하는 터빈 블레이드를 포함한 다수의 터빈 블레이드 단부 외측을 따라 장착되어 상기 와전류탐상센서가 설치된 이동블럭을 가이드하는 위치변경가이드레일, 상기 위치변경가이드레일의 상단부를 상기 검사하고자 하는 터빈 블레이드와 상측으로 인접한 다른 터빈 블레이드에 고정하기 위한 상단위치고정부, 상기 위치변경가이드레일의 하단부를 상기 검사하고자 하는 터빈 블레이드와 하측으로 인접한 다른 터빈 블레이드에 고정하기 위한 하단위치고정부, 및 상기 위치변경가이드레일을 따라 이동블럭을 이동시키는 이동블럭구동부를 포함한다.
그리고 상기 상단위치고정부는 검사하고자 하는 블레이드와 상측으로 인접한 다른 블레이드의 단부 후면에 위치되는 상단위치고정블럭, 및 상기 상단위치고정블럭을 상기 다른 블레이드의 단부 후면에 흡착시키는 상단위치흡착부를 포함한다.
또한, 상기 하단위치고정부는 검사하고자 하는 블레이드와 하측으로 인접한 또 다른 블레이드의 단부 후면에 위치되는 하단위치고정블럭, 및 상기 하단위치고정블럭을 상기 또 다른 블레이드의 단부 후면에 흡착시키는 하단위치흡착부를 포함한다.
상기 이동블럭은 바람직하게는 승강 가능하도록 설치되는 승강블럭, 상기 승강블럭을 승강시키기 위한 승강구동부를 더 포함한다.
또한, 해당 터빈 블레이드의 검사가 끝난 상기 와전류탐상센서는 상기 승강구동부에 의해 승강블럭이 상승됨에 따라 함께 상승되어 터빈 블레이드에서 상방으로 이탈되고, 상기 이동블럭이 이동블럭구동부에 의해 위치변경가이드레일을 따라 이동되어 다른 터빈 블레이드의 단부 상방에 위치되며, 상기 승강구동부에 의해 승강블럭이 하강됨에 따라 함께 하강되어 상기 다른 터빈 블레이드에 위치된다.
또한, 본 발명은 일단부에 상기 와전류탐상센서가 장착되고 승강블럭내에서 수평이동 가능한 이동로드, 상기 이동로드를 구동하여 와전류탐상센서를 블레이드 길이방향으로 수평이동시키는 센서수평이동부, 및 상기 이동로드를 회전구동하여 일단부에 장착된 상기 와전류탐상센서를 회전시키는 로드회전구동부를 더 포함한다.
그리고 해당 터빈 블레이드의 검사가 끝난 상기 와전류탐상센서는 상기 승강구동부에 의해 승강블럭, 이동로드가 상승됨에 따라 함께 상승되어 터빈 블레이드에서 상방으로 이탈되고, 상기 이동블럭이 이동블럭구동부에 의해 위치변경가이드레일을 따라 이동되어 다른 터빈 블레이드의 단부 상방에 위치되며, 상기 승강구동부에 의해 승강블럭, 이동로드가 하강됨에 따라 함께 하강되어 상기 다른 터빈 블레이드에 위치된다.
또한, 상기 위치변경가이드레일은 터빈 블레이드 단부와의 사이에 상기 와전류탐상센서가 위치될 수 있도록 일정 간격 이격되어 설치되고, 상기 와전류탐상센서는 해당 터빈 블레이드의 검사가 끝난 후, 상기 센서수평이동부에 의해 위치변경가이드레일방향으로 이동되어 해당 터빈 블레이드의 단부에서 이탈되며, 상기 이동블럭이 이동블럭구동부에 의해 위치변경가이드레일을 따라 이동되어 다른 터빈 블레이드의 단부 외측에 위치되고, 상기 센서수평이동부에 의해 상기 다른 터빈 블레이드방향으로 이동되어 검사가 이루어진다.
또한, 본 발명은 검사하고자 하는 블레이드에 대한 상기 와전류탐상센서의 위치를 측정하는 위치센서, 및 상기 위치센서의 신호를 수신하여 상기 탐상센서위치변경수단의 동작을 제어하여 상기 와전류탐상센서를 해당 블레이드의 검사면과 평행하도록 위치시키는 컨트롤러를 더 포함한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 와전류탐상법을 이용한 터빈 블레이드 비파괴검사장치에 의하면, 검사하고자 하는 블레이드의 단부에서 뒤틀림과 변곡부가 있는 중앙방향으로 이동하며 블레이드 면과 평형을 유지하고 들뜸이 없는 상태에서 검사를 할 수 있으며, 이후, 인접한 다른 블레이드로 이동하여 검사과정을 반복할 수 있어 블레이드 사이의 좁은 장소에서 수동으로 블레이드 하나하나 검사하는 것에 비하여 이를 기계적 장치에 의한 자동 탐상함으로써 작업 과정과 시간을 단축시켜 작업 효율을 향상시킴은 물론, 검사 신뢰도, 안정성 향상, 작업 피로도를 감소시킬 수 있는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.
도 1은 본 발명에 따른 와전류탐상법을 이용한 터빈 블레이드 비파괴검사용 이송장치를 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 탐상센서위치변경수단 및 탐상센서이동수단을 도시한 도면이며,
도 3은 본 발명에 따른 승강 가능한 비파괴검사용 이송장치를 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 다른 터빈 블레이드 검사를 위한 와전류탐상센서의 이송과정을 도시한 도면이며,
도 5는 본 발명에 따른 다른 터빈 블레이드 검사를 위한 와전류탐상센서의 이송과정의 다른 실시 예를 도시한 도면이고,
도 6은 본 발명의 실시예로 와전류탐상센서의 구성도이며,
도 7a 및 도 7b는 각각 본 발명 탄성가압부의 실시예를 보여주는 도면이고,
도 8은 본 발명에 따른 비파괴검사용 이송장치의 설치상태를 도시한 도면이며,
도 9는 본 발명에 따른 로드회전구동부에 의해 동작되는 와전류탐상센서를 나타낸 도면이고,
도 10은 본 발명에 따른 제2와전류탐상센서가 더 구비된 와전류탐상법을 이용한 터빈 블레이드 비파괴검사장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 탐상센서위치변경수단 및 탐상센서이동수단을 도시한 도면이며,
도 3은 본 발명에 따른 승강 가능한 비파괴검사용 이송장치를 도시한 도면이고,
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도 5는 본 발명에 따른 다른 터빈 블레이드 검사를 위한 와전류탐상센서의 이송과정의 다른 실시 예를 도시한 도면이고,
도 6은 본 발명의 실시예로 와전류탐상센서의 구성도이며,
도 7a 및 도 7b는 각각 본 발명 탄성가압부의 실시예를 보여주는 도면이고,
도 8은 본 발명에 따른 비파괴검사용 이송장치의 설치상태를 도시한 도면이며,
도 9는 본 발명에 따른 로드회전구동부에 의해 동작되는 와전류탐상센서를 나타낸 도면이고,
도 10은 본 발명에 따른 제2와전류탐상센서가 더 구비된 와전류탐상법을 이용한 터빈 블레이드 비파괴검사장치를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부"의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 와전류탐상법을 이용한 터빈 블레이드 비파괴검사용 이송장치를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 탐상센서위치변경수단 및 탐상센서이동수단을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 승강 가능한 비파괴검사용 이송장치를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 다른 터빈 블레이드 검사를 위한 와전류탐상센서의 이송과정을 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 다른 터빈 블레이드 검사를 위한 와전류탐상센서의 이송과정의 다른 실시 예를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예로 와전류탐상센서의 구성도이며, 도 7a 및 도 7b는 각각 본 발명 탄성가압부의 실시예를 보여주는 도면이고, 도 8은 본 발명에 따른 비파괴검사용 이송장치의 설치상태를 도시한 도면이며, 도 9는 본 발명에 따른 로드회전구동부에 의해 동작되는 와전류탐상센서를 나타낸 도면이고, 도 10은 본 발명에 따른 제2와전류탐상센서가 더 구비된 와전류탐상법을 이용한 터빈 블레이드 비파괴검사장치를 도시한 도면이다.
도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 와전류탐상법을 이용한 터빈 블레이드 비파괴검사용 이송장치는 와전류탐상센서(110) 및 탐상센서위치변경수단(130)을 포함한다.
본 발명에서 상기 와전류탐상센서(110)는 와전류를 이용하여 검사하고자 하는 터빈 블레이드(1)에 결함이 존재하는지 여부를 검사하기 위한 것이다.
그리고 본 발명의 상기 탐상센서위치변경수단(130)은 도 2에서 도시한 바와 같이, 위치변경가이드레일(131), 상단위치고정부(132), 하단위치고정부(133) 및 이동블럭구동부(134)를 포함한다.
상기 위치변경가이드레일(131)은 검사하고자 하는 블레이드를 포함한 다수의 블레이드 단부 외측을 따라 장착되어 이동블럭(121)의 이동을 가이드한다.
그리고 상기 상단위치고정부(132)는 위치변경가이드레일(131)의 상단부를 검사하고자 하는 해당 블레이드와 상측으로 인접한 다른 블레이드에 고정한다.
상기 하단위치고정부(133)는 위치변경가이드레일(131)의 하단부를 검사하고자 하는 블레이드와 하측으로 인접한 다른 블레이드에 고정한다.
또한 상기 이동블럭구동부(134)는 위치변경가이드레일(131)을 따라 이동블럭(121)을 이동시킨다.
이와 같은 구성에 의해, 상기 탐상센서위치변경수단(130)은 와전류탐상센서(110)를 다음 검사대상인 인접 블레이드로 위치변경시킬 수 있다.
바람직하게는 상기 본 발명의 상단위치고정부(132)는 상단위치고정블럭(1321)과 상단위치흡착부(1322)를 포함한다.
상기 상단위치고정블럭(1321)은 검사하고자 하는 블레이드와 상측으로 인접한 다른 블레이드의 단부 후면에 위치된다.
또한 상기 상단위치흡착부(1322)는 상단위치고정블럭(1321)을 다른 블레이드의 단부 후면에 흡착시킨다. 바람직하게는 상기 상단위치흡착부(1321)는 진공흡착이 이용될 수 있다.
바람직하게는 상기 본 발명의 하단위치고정부(133)는 하단위치고정블럭(1331)과 하단위치흡착부(1332)를 포함한다.
상기 하단위치고정블럭(1331)은 검사하고자 하는 블레이드와 하측으로 인접한 또 다른 블레이드의 단부 후면에 위치된다.
또한 하단위치흡착부(1332)는 와전류하단위치고정블럭(1331)을 또 다른 블레이드의 단부 후면에 흡착시킨다. 바람직하게는 상기 하단위치흡착부(1321)는 진공흡착이 이용될 수 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 상기 상단위치고정부(132)와 하단위치고정부(133)는 해당 블레이드의 단부 뒷면에 부착되어 위치변경가이드레일(131)을 설치할 수 있게 하며, 이에 의해 상기 위치변경가이드레일(131)을 따라 이동블럭(121)을 이동시킬 수 있다.
또한 상기 본 발명의 와전류탐상법을 이용한 터빈 블레이드 비파괴검사용 이동장치는 위치센서(140)와 컨트롤러(150)를 더 포함한다.
상기 위치센서(140)는 검사하고자 하는 블레이드에 대한 와전류탐상센서(110)의 위치를 측정한다.
그리고 상기 컨트롤러(150)는 위치센서(140)의 신호를 수신하여 탐상센서위치변경수단(130)의 각 동작을 제어하여 와전류탐상센서(110)를 해당 블레이드의 검사면과 평행하도록 위치시킨다.
이에, 검사하고자 하는 해당 블레이드의 형상에 대응할 수 있도록 상기 와전류탐상센서(110)의 위치를 제어하여 용이한 검사는 물론, 검사신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이를 위한, 도 3에서 도시한 바와 같이, 와전류탐상법을 이용한 터빈 블레이드 비파괴검사용 이송장치는 이동블럭(121), 승강블럭(122) 및 승강구동부(123)를 포함한다.
상기 이동블럭(121)은 위치변경가이드레일(131)을 따라 이동 가능하도록 설치된다.
상기 승강블럭(122)은 승강 가능하도록 상기 이동블럭(121)에 설치된다.
상기 승강구동부(123)는 승강블럭(122)을 승강시키기 위한 것으로, 실린더나 모터를 이용하여 구현되어질 수 있다.
이러한 이동블럭(121), 승강블럭(122) 및 승강구동부(123)에 의한 와전류탐상센서(110)의 작동상태를 살펴보면, 도 4에서 도시한 바와 같이, 해당 터빈 블레이드의 검사가 끝난 후, 상기 승강구동부(123)에 의해 승강블럭(122)이 상승되고, 이에 와전류탐상센서(110)가 함께 상승되어 검사가 끝난 터빈 블레이드에서 상방으로 이탈된다.
그리고 상기 이동블럭(121)이 이동블럭구동부(134)에 의해 위치변경가이드레일(131)을 따라 이동된다. 이에, 와전류탐상센서(110)는 검사가 이루어져야 될 다른 터빈 블레이드의 단부 상방에 위치된다.
이후, 상기 승강구동부(123)에 의해 승강블럭(122)이 하강됨에 따라 와전류탐상센서(110)가 함께 하강되어 다른 터빈 블레이드에 위치된다.
이러한 과정을 반복하여 각 터빈 블레이드를 순차적으로 검사하게 된다.
본 발명의 와전류탐상법을 이용한 터빈 블레이드 비파괴검사용 이송장치는 바람직하게는, 이동로드(124), 센서수평이동부(125) 및 로드회전구동부(126)를 더 포함한다.
상기 이동로드(124)는 일단부에 와전류탐상센서(110)가 장착되고, 승강블럭(122)내에서 수평이동 가능하다.
상기 센서수평이동부(125)는 상기 이동로드(124)를 구동하여 와전류탐상센서(110)를 블레이드 길이방향으로 수평이동시킨다.
상기 로드회전구동부(126)는 이동로드(124)를 회전구동하여 일단부에 장착된 상기 와전류탐상센서(110)를 회전시킨다.
이 상기 센서수평이동부(125)는 상기 승강블럭(122)에 장착된 수평이동모터를 포함하고, 상기 수평이동모터는 상기 이동로드(124)를 구동하여 와전류탐상센서(110)를 검사대상인 해당 블레이드 검사면 위를 수평이동시킨다.
이에, 와전류탐상센서(110)는 터빈 블레이드의 검사면을 따라 이동하면서 각 부위에 대한 검사를 수행하여 결함의 존재여부를 확인할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 실시예로, 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 위치변경가이드레일(131)은 터빈 블레이드 단부와 일정 간격 이격되어 설치된다.
이를 위해, 상기 위치변경가이드레일(131)은 터빈 블레이드 단부와의 사이에 상기 와전류탐상센서(110)가 위치될 수 있도록 충분히 이격된다.
해당 터빈 블레이드의 검사가 끝난 후, 와전류탐상센서(110)는 센서수평이동부(125)에 의해 이동로드(124)와 함께 이동되어 해당 터빈 블레이드의 단부를 이탈하게 된다.
그리고 상기 이동블럭(121)은 이동블럭구동부(134)에 의해 위치변경가이드레일(131)을 따라 이동된다. 이에, 와전류탐상센서(110)는 검사가 이루어져야 될 다른 터빈 블레이드의 단부 외측에 위치될 수 있다.
이후, 와전류탐상센서(110)는 센서수평이동부(125)에 의해 이동로드(124)와 함께 이동되어 다른 터빈 블레이드를 검사하게 되며, 이러한 과정을 반복하여 각 터빈 블레이드를 순차적으로 검사하는 것이 가능해진다.
본 발명의 바람직한 실시예로 상기 와전류탐상센서(110)는 도 6(a)에 도시한 바와 같이, 터빈 블레이드(1)에 시간적으로 변화하는 자속을 제공하는 자속공급부(111a), 및 공급된 자속에 의해 형성된 와전류를 검출하는 와전류검출부(111b)로 구성되는 탐촉부(111)를 포함한다. 상기 본 발명 실시예에서 바람직하게는 상기 자속공급부(111a)는 인덕션코일(induction coil)이고, 대상물에 수직하게 전기장이 형성되어 와전류가 유도되며, 이에 의해 수직방향으로 다시 2차 자기장이 형성되어 와전류검출부(111b)로 전달된다. 이때 와전류검출부(111b)는 픽업코일(pick coil) 및 저항으로 구성될 수 있으며, 픽업코일에 유도된 전류에 의해 생긴 저항값을 측정하는 것으로 와전류를 검출할 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시예로서, 탐촉부(111)의 하부에 절연물질이면서 형상의 변형이 가능한 소재(예로, 연질수지, 실리콘, 폼 등)로 이루어진 곡면밀착부(112)를 더 포함한다. 상기 곡면밀착부(112)에 의해 블레이드 변곡부에서 검사면의 밀착성을 유지한 채 보다 정확한 검사를 가능하게 한다.
본 발명의 실시예에서 상기 와전류탐상센서(110)는 바람직하게는 도 6(b)에 도시한 바와 같이, 이동로드(122) 단부에 결합되는 연결지지부(113), 상기 연결지지부(113)의 측단에 연장되는 탐촉부(111)를 포함한다. 상기 탐촉부(111)는 평판형의 플렉서블한 재질로 이루어지고, 내부에 자속공급부 및 와전류검출부가 내장된다.
이러한 형태의 와전류탐상센서(110)는 이동로드(122)에 의해 이동하면서 블레이드 변곡면에서의 밀착성을 유지한 채 검사를 보다 정확히 수행할 수 있도록 한다.
본 발명 실시예로 도 6(b)에 도시한 바와 같이, 블레이드 변곡면에서의 밀착성을 제공하기 위해, 바람직하게는 탐촉부(111)의 상측에 위치되어 하방으로 탐촉부를 가압하는 탄성가압부(115)를 포함한다.
그리고 일실시예의 탐상센서이동수단(120)은 도 6b에 도시한 실시예의 와전류탐상센서(110)를 장착하여 터빈 블레이드(1)에 대한 검사가 이루어진다.
이에, 와전류탐상센서(110)는 터빈 블레이드(1)의 측단부를 따라 이동하면서 각 부위에 대한 검사를 수행하여 결함의 존재여부를 확인할 수 있다.
더욱 상세하게는, 상기 실시예에서 연결지지부(113)는 터빈 블레이드(1)의 측단부에 위치되고, 탐촉부(111)는 터빈 블레이드(1)의 해당면을 따라 이동된다.
터빈 블레이드(1)는 단부에서 루트방향으로 갈수록 약 90도 정도로 휘어져 있는 것으로, 연결지지부(113)가 위치되는 터빈 블레이드(1)의 측단부는 루트방향으로 갈수록 상측으로 휘어져 단부와는 상방으로 높이변화가 있다.
이러한 터빈 블레이드(1)의 측단부를 따라 이동되는 연결지지부(113)와 탐촉부(111)는 승강구동부(123)에 의해 승강되는 승강블럭(122) 및 이동로드(124)에 의해 이동될 수 있어 정밀한 검사가 가능하다.
물론, 탐상센서이동수단(120)은 탐상센서위치변경수단(130)에 의해 다른 터빈 블레이드 방향으로도 이동 가능하게 됨은 물론이다.
상기 탄성가압부(115)의 바람직한 일실시예가 도 7a(부호 115')에 도시되어 있다. 도 7a에 나타낸 바와 같이, 상기 탄성가압부(115')는 탄성가압백(1151'), 압축기체공급부(1152'), 탄성스토퍼(1153'), 및 탄성복원부(1154')를 포함한다.
상기 탄성가압백(1151')은 공압에 의해 팽창되어 탐촉부(111)를 터빈 블레이드(1)와 밀착시키고, 이때 압축기체공급부(1152')는 상기 탄성가압백(1151')으로 압축기체를 공급한다. 상기 탄성스토퍼(1153')는 팽창되는 상기 탄성가압백(1151')이 탐촉부방향으로 팽창되도록 제한함으로써, 하방으로의 밀착성을 보장할 수 있게 된다. 상기 탄성복원부(1154')는 탄성가압백(1151')에 공급된 공기를 제거시 변형된 탐촉부(111)를 복원력을 이용하여 원래의 형상으로 복귀시킨다.
또한 상기 탄성가압부(115')의 바람직한 다른 실시예가 도 7b(부호 115")에 도시되어 있다.
상기 다른 실시예의 탄성가압부(115")는 와이어(1151"), 탄성고정부(1152"), 탄성관통부(1153"), 와이어피더(1154"), 및 탄성복원부(1155")를 포함한다.
상기 와이어(1151")의 단부는 탄성고정부(1152")에 의해 탐촉부(111)의 일단부에 고정되고, 탄성관통부(1153")를 관통한 다음 와이어피더(1154")로 연결된다.
상기 와이어(1151")는 바람직하게는 탄성고정부(1152")와 와이어피더(1154")에 의해 일정 장력이 작용된 상태로 유지된다.
상기 탄성고정부(1152")는 탐촉부(111)의 일단부에 형성되어, 상기 연결지지부(113)와 탐촉부(111)의 단부 사이에 인장력을 가하여 와이어(1151")를 고정한다.
상기 탄성관통부(1153")는 탄성고정부(1152")에 고정된 와이어(1151")가 관통되도록 형성되어 와이어피더(1154")에 의해 당겨지는 와이어(1151")가 변위되지 않고 당겨질 수 있도록 지지한다.
본 발명에서 상기 와이어피더(1154")는 와이어(1151")를 당겨 탄성고정부(1152")를 탄성관통부(1153")방향으로 이동시킴에 따라, 탐촉부(111)가 하방으로 볼록하게 변형되어 터빈 블레이드(1)의 검사면에 대응시킨다.
즉, 와이어피더(1154")에 의해 와이어(1151")가 당겨질 경우, 탐촉부(111)의 일단부가 타단부 방향으로 이동되면서, 탄성관통부(1153")를 향하여 이동될 수 있도록 한다. 이에 의해, 탐촉부(111)의 일단부가 상방으로 들뜨는 것을 방지할 수 있다.
와이어피더(1154")는 와이어(1151")를 당기거나 풀기 위해 형성되며, 와이어(1151")의 장력이 유지되도록 조절되어질 수 있음은 물론이다.
상기 탄성복원부(1155")는 와이어피더(1154")의 당겨짐이 해제될 경우, 변형된 탐촉부(111)를 원래의 형상으로 복원시킨다.
이 탄성복원부(1155")는 탐촉부(111)의 상면이나 내부에 설치되어 탐촉부(111)를 터빈 블레이드(1)의 검사면 방향으로 가압되고 있다.
이러한 상태에서 와이어피더(1154")에 의해 와이어(1151")가 당겨질 경우, 탐촉부(111)의 일단부가 터빈 블레이드(1)의 검사면에서 이격되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에서, 상기 각 실시예의 탄성가압부(115', 115")는 가압력을 향상시키도록 바람직하게는 안착부(116)가 더 설치된다.
상기 안착부(116)는 도 7a와 도 7b에 도시된 바와 같이, 탄성가압부(115', 115")에 의해 가압되는 탐촉부(111)와 함께 터빈 블레이드(1) 측단부에 안착되도록 연결지지부(113)에 형성된다.
상기 로드회전구동부(124)는 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 이동블럭(121)에 장착된 회전모터(미도시)를 포함하고, 상기 이동로드(122)를 회전구동하여 일단부에 장착된 와전류탐상센서(110)가 블레이드 검사면의 틀어짐 부위 내지 변곡부를 들뜸현상없이 밀착성을 갖고 진행할 수 있도록 한다.
상기한 바와 같이, 상기 로드회전구동부(124) 및 탄성가압부(115)[예로, 공기압 또는 와이어로 구동되는 탄성가압부(115', 115")]에 의해 로터 중심 쪽 블레이드의 변곡부에 맞게 변곡되도록 하여 검사의 정확성을 강화할 수 있게 된다. 이때 상기 로드회전구동부(124)와 탄성가압부(115)는 해당 블레이드 검사면에 대한 기입력된 정보(예로, 좌표)를 참조하여 컨트롤러(150)가 이의 동작을 제어하게 한다.
상기 구성을 통해, 도 9에 도시한 바와 같이, 와전류탐상센서(110)는 블레이드 단부에서 루트부로 갈수록 점진적으로 회전하여 해당 블레이드의 각도에 대응하여 와전류탐상센서(110)가 밀착성을 갖고 회전되어짐에 따라, 검사시 lift-off(또는 들뜸) 현상을 최소화하여 검사의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
도 8에 도시한 바와 같이, 상기 본 발명에서 상기 탐상센서이동수단(120)은 상기 와전류탐상센서(110)를 일단에 결합하여, 상기 와전류탐상센서(110)를 검사하고자 하는 터빈 블레이드(1) 검사면을 따라 전후방향으로 이동시킨다.
상기 본 발명에서 탐상센서위치변경수단(130)은 탐상센서이동수단(120)을 다음 검사할 터빈 블레이드로 이동시키기 위한 것이다.
이러한 와전류탐상법을 이용한 터빈 블레이드 비파괴검사용 이송장치는 탐상센서위치변경수단(130)에 의해 블레이드 단부에 고정된 상태에서 검사하고자 하는 해당 블레이드에 위치고정되며, 상기 탐상센서이동수단(120)에 의해 해당 블레이드의 단부에서 중앙방향으로 와전류탐상센서(110)를 블레이드 면과 평형을 유지하고 들뜸이 없는 상태에서 이동시키면서 검사를 할 수 있다.
이후, 탐상센서위치변경수단(130)과 탐상센서이동수단(120)에 의해 인접한 다른 블레이드로 이동되어 검사과정을 반복할 수 있어 블레이드 사이의 좁은 장소에서 수동으로 블레이드 하나하나 검사하는 것에 비하여 작업 과정과 시간을 단축시켜 작업 효율을 향상시킴은 물론, 검사 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
바람직하게는 상기 본 발명에 따른, 와전류탐상법을 이용한 터빈 블레이드 비파괴검사장치(100)는 도 10에서 도시한 바와 같이, 제2와전류탐상센서(160)와 제2탐상센서이동수단(170)을 더 포함한다.
이와 같은 구성에 의하면, 상기 와전류탐상센서(110)(이하, 제1와전류탐상센서(110)라 함)는 블레이드의 전면을 검사하고, 제2와전류탐상센서(160)는 블레이드의 후면을 검사한다.
이때, 상기 제1와전류탐상센서(110) 및 제2와전류탐상센서(160)는 와전류의 간섭을 상호 회피하기 위해 한쪽은 통전을 다른 한쪽은 단전 등을 반복하여 검사가 방해됨이 없이 양면을 교호 검사하는 것이 가능하여 보다 정밀한 검사를 가능하게 한다.
상기 제2탐상센서이동수단(170)은 일단부에 제2와전류탐상센서(160)가 장착되고, 검사하고자 하는 터빈 블레이드의 검사면을 따라 상기 제2와전류탐상센서(160)를 수평이동시킨다.
상기 본 발명의 제2탐상센서이동수단(170)은 제2승강블럭(171), 제2승강구동부(172), 제2이동로드(173), 제2센서수평이동부(174) 및 제2로드회전구동부(175)를 포함한다.
상기 제2승강블럭(171)은 이동블럭(121)에서 승강 가능하도록 설치된다.
상기 제2승강구동부(172)는 제2승강블럭(171)을 승강시키기 위한 것으로, 실린더나 모터를 이용하여 구현되어질 수 있다.
상기 제2이동로드(173)는 그 일단부에 제2와전류탐상센서(160)가 장착되고, 제2제2승강블럭(171) 내에서 수평이동 가능하도록 장착된다.
상기 제2센서수평이동부(174)는 상기 제2이동로드(173)를 구동하여 제2와전류탐상센서(160)를 블레이드 길이방향으로 수평이동시킨다.
상기 제2로드회전구동부(175)는 제2이동로드(173)를 회전구동하여 일단부에 장착된 상기 와전류탐상센서(110)를 회전시킬 수 있다.
이와 같은 구성에 의해, 터빈 블레이드(1) 후면을 따라, 제2와전류탐상센서(160)를 이동시키며 결함여부의 검사를 수행할 수 있다.
바람직하게는 상기 본 발명의 와전류탐상법을 이용한 터빈 블레이드 비파괴검사용 이동장치는 제2위치센서(176)를 더 포함한다.
상기 제2위치센서(176)는 검사하고자 하는 블레이드에 대한 제2와전류탐상센서(160)의 위치를 측정한다.
이러한 제2위치센서(176)의 신호는 컨트롤러(150)로 전송되어 제2탐상센서이동수단(170)의 동작이 제어됨에 따라, 제2와전류탐상센서(160)를 해당 블레이드의 후면과 평행하도록 위치시킨다.
이에, 블레이드의 후면에 대한 검사가 이루어지며, 컨트롤러(150)는 와전류탐상센서(110)에 의한 블레이드의 전면에 대한 검사결과와 비교하여 검사신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
결함여부에 대한 분석은 바람직하게는 컨트롤러(150)의 결함분석수단(151)에서 이루어지며, 상기 결함분석수단(151)은 와전류탐상센서(110)에서 수신된 신호를 분석하여 결함(예로, 크랙과 같은 불연속부)을 결정한다.
상기 결함분석수단(151)은 수신된 신호가 정상적인 패턴과는 상이한 패턴 내지는 신호값을 갖는 경우 기준패턴 내지 기준신호값과 비교하여 범위를 벗어나는지 여부를 소정의 프로그램을 통해 분석하고, 결함이 발생하였는지 여부를 결정한다.
상기 결함은 크기, 형태, 모양 등에서 그 속성이 다양한 방식으로 표출될 수 있으며, 본 발명에서는 바람직하게는 이러한 다양한 불연속한 속성에 대하여 데이터베이스(DB)로 등록하여 매 검사결과에 따라 결함의 속성을 디스플레이하여 표시할 수 있도록 한다.
100 : 비파괴검사장치 110 : 와전류탐상센서
120 : 탐상센서이동수단 121 : 이동블럭
122 : 승강블럭 123 : 승강구동부
124 : 이동로드 125 : 센서수평이동부
126 : 로드회전구동부 130 : 탐상센서위치변경수단
131 : 위치변경가이드레일 132 : 상단위치고정부
133 : 하단위치고정부 134 : 이동블럭구동부
140 : 위치센서 150 : 컨트롤러
151 : 결함분석수단 160 : 제2와전류탐상센서
170 : 제2탐상센서이동수단 171 : 제2승강블럭
172 : 제2승강구동부 173 : 제2이동로드
174 : 제2센서수평이동부 175 : 제2로드회전구동부
176 : 제2위치센서
120 : 탐상센서이동수단 121 : 이동블럭
122 : 승강블럭 123 : 승강구동부
124 : 이동로드 125 : 센서수평이동부
126 : 로드회전구동부 130 : 탐상센서위치변경수단
131 : 위치변경가이드레일 132 : 상단위치고정부
133 : 하단위치고정부 134 : 이동블럭구동부
140 : 위치센서 150 : 컨트롤러
151 : 결함분석수단 160 : 제2와전류탐상센서
170 : 제2탐상센서이동수단 171 : 제2승강블럭
172 : 제2승강구동부 173 : 제2이동로드
174 : 제2센서수평이동부 175 : 제2로드회전구동부
176 : 제2위치센서
Claims (10)
- 와전류를 이용하여 검사하고자 하는 터빈 블레이드의 불량여부를 검사하기 위한 와전류탐상센서; 및
상기 와전류탐상센서를 검사할 터빈 블레이드로 위치변경하는 탐상센서위치변경수단을 포함하고,
상기 탐상센서위치변경수단은, 검사하고자 하는 터빈 블레이드를 포함한 다수의 터빈 블레이드 단부 외측을 따라 장착되어 상기 와전류탐상센서가 설치된 이동블럭을 가이드하는 위치변경가이드레일, 상기 위치변경가이드레일의 상단부를 상기 검사하고자 하는 터빈 블레이드와 상측으로 인접한 다른 터빈 블레이드에 고정하기 위한 상단위치고정부, 상기 위치변경가이드레일의 하단부를 상기 검사하고자 하는 터빈 블레이드와 하측으로 인접한 다른 터빈 블레이드에 고정하기 위한 하단위치고정부, 및 상기 위치변경가이드레일을 따라 이동블럭을 이동시키는 이동블럭구동부를 포함하는 와전류탐상법을 이용한 터빈 블레이드 비파괴검사용 이송장치. - 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 상단위치고정부는,
검사하고자 하는 블레이드와 상측으로 인접한 다른 블레이드의 단부 후면에 위치되는 상단위치고정블럭, 및 상기 상단위치고정블럭을 상기 다른 블레이드의 단부 후면에 흡착시키는 상단위치흡착부를 포함하는 와전류탐상법을 이용한 터빈 블레이드 비파괴검사용 이송장치. - 제3항에 있어서, 상기 하단위치고정부는,
검사하고자 하는 블레이드와 하측으로 인접한 또 다른 블레이드의 단부 후면에 위치되는 하단위치고정블럭, 및 상기 하단위치고정블럭을 상기 또 다른 블레이드의 단부 후면에 흡착시키는 하단위치흡착부를 포함하는 와전류탐상법을 이용한 터빈 블레이드 비파괴검사용 이송장치. - 제1항에 있어서,
상기 이동블럭에서 승강 가능하도록 설치되는 승강블럭, 및 상기 승강블럭을 승강시키기 위한 승강구동부를 더 포함하는 와전류탐상법을 이용한 터빈 블레이드 비파괴검사용 이송장치. - 제5항에 있어서,
해당 터빈 블레이드의 검사가 끝난 상기 와전류탐상센서는,
상기 승강구동부에 의해 승강블럭이 상승됨에 따라 함께 상승되어 터빈 블레이드에서 상방으로 이탈되고, 상기 이동블럭이 이동블럭구동부에 의해 위치변경가이드레일을 따라 이동되어 다른 터빈 블레이드의 단부 상방에 위치되며, 상기 승강구동부에 의해 승강블럭이 하강됨에 따라 함께 하강되어 상기 다른 터빈 블레이드에 위치되는 것을 특징으로 하는 와전류탐상법을 이용한 터빈 블레이드 비파괴검사용 이송장치. - 제5항에 있어서,
일단부에 상기 와전류탐상센서가 장착되고, 승강블럭내에서 수평이동 가능한 이동로드, 상기 이동로드를 구동하여 와전류탐상센서를 블레이드 길이방향으로 수평이동시키는 센서수평이동부, 및 상기 이동로드를 회전구동하여 일단부에 장착된 상기 와전류탐상센서를 회전시키는 로드회전구동부를 더 포함하는 와전류탐상법을 이용한 터빈 블레이드 비파괴검사용 이송장치. - 제7항에 있어서,
해당 터빈 블레이드의 검사가 끝난 상기 와전류탐상센서는,
상기 승강구동부에 의해 승강블럭, 이동로드가 상승됨에 따라 함께 상승되어 터빈 블레이드에서 상방으로 이탈되고,
상기 이동블럭이 이동블럭구동부에 의해 위치변경가이드레일을 따라 이동되어 다른 터빈 블레이드의 단부 상방에 위치되며,
상기 승강구동부에 의해 승강블럭, 이동로드가 하강됨에 따라 함께 하강되어 상기 다른 터빈 블레이드에 위치되는 것을 특징으로 하는 와전류탐상법을 이용한 터빈 블레이드 비파괴검사용 이송장치. - 제7항에 있어서,
상기 위치변경가이드레일은,
터빈 블레이드 단부와의 사이에 상기 와전류탐상센서가 위치될 수 있도록 일정 간격 이격되어 설치되고,
상기 와전류탐상센서는,
해당 터빈 블레이드의 검사가 끝난 후, 상기 센서수평이동부에 의해 위치변경가이드레일방향으로 이동되어 해당 터빈 블레이드의 단부에서 이탈되며,
상기 이동블럭이 이동블럭구동부에 의해 위치변경가이드레일을 따라 이동되어 다른 터빈 블레이드의 단부 외측에 위치되고,
상기 센서수평이동부에 의해 상기 다른 터빈 블레이드방향으로 이동되어 검사가 이루어지는 것을 특징으로 하는 와전류탐상법을 이용한 터빈 블레이드 비파괴검사용 이송장치. - 제1항에 있어서,
검사하고자 하는 블레이드에 대한 상기 와전류탐상센서의 위치를 측정하는 위치센서, 및 상기 위치센서의 신호를 수신하여 상기 탐상센서위치변경수단의 동작을 제어하여 상기 와전류탐상센서를 해당 블레이드의 검사면과 평행하도록 위치시키는 컨트롤러를 더 포함하는 와전류탐상법을 이용한 터빈 블레이드 비파괴검사용 이송장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020230065327A KR102611547B1 (ko) | 2023-05-20 | 2023-05-20 | 와전류탐상법을 이용한 터빈 블레이드 비파괴검사용 이송장치 |
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| KR102611547B1 true KR102611547B1 (ko) | 2023-12-08 |
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ID=89166663
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-
2023
- 2023-05-20 KR KR1020230065327A patent/KR102611547B1/ko active IP Right Grant
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