KR20070101414A

KR20070101414A - 터빈로터 디스크의 결함 탐상장치

Info

Publication number: KR20070101414A
Application number: KR1020060032373A
Authority: KR
Inventors: 장희준; 유승우; 경수호; 박현근; 이협우
Original assignee: 두산중공업 주식회사
Priority date: 2006-04-10
Filing date: 2006-04-10
Publication date: 2007-10-17

Abstract

본 발명은 터빈로터 디스크의 결함 탐상장치에 관한 것으로, 터빈로터 디스크의 키웨이부(keyway)(또는 키부) 및 내표면부에 발생된 결함을 효과적으로 검출할 수 있도록 한 것이다.

본 발명의 구성은 터빈로터의 디스크에 발생하는 결함을 탐상하기 위한 결함탐상장치에 있어서, 터빈로터 디스크 표면에 안치되는 웨지부재와, 이 웨지부재상에 복수 구비되는 탐촉자로 이루어진 구조이다.

이러한 구성을 가지는 본 발명은 양방향으로 초음파빔을 발사하여 결함탐상작업을 할 수 있도록 웨지부재에 2개의 탐촉자를 구비한 것으로, 각종 결함의 위치 및 깊이를 신속하게 검사가능하므로, 검사시간도 대폭 단축할 수 있으며, 검사도중 웨지부재가 피검사물에서 요동이나 움직임이 없어 안정된 검사작업을 수행할 수 있어 검사의 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있는 등의 효과가 있다.

터빈, 로터, 디스크, 탐상, 탐촉, 웨지부재, 결함, 초음파

Description

터빈로터 디스크의 결함 탐상장치{Defect Inspection Apparatus of Turbine Rotor Disk}

도 1은 종래의 탐상장치가 결함에 발생된 터빈로터 디스크에 구비된 상태를 나타낸 개략도,

도 2는 도 1의 상태에서 다른 결함상태를 가진 디스크를 나타낸 개략도,

도 3은 본 발명에 따른 결함탐상장치의 개략도,

도 4는 본 발명에 따른 결함탐상장치의 사용상태도,

도 5는 도 4의 상태에서 다른 결함을 가진 디스크에 적용한 모습을 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명*

10 : 로터

11 : 디스크

12 : 키웨이부

13,15 : 결함

14 : 키부

30 : 웨지부재

30a : 바닥면

30b : 측면

31,32 : 탐촉자

본 발명은 터빈로터 디스크의 결함 탐상장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터빈로터 디스크의 키웨이부(keyway)(또는 키부) 및 내표면부에 발생된 결함을 효과적으로 검출할 수 있도록 한 탐상장치에 관한 것이다.

종래에도 터빈로터 디스크에 발생하는 각종 결함을 검출하고 평가하는 탐상장치가 있었는데, 종래의 탐상장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 로터(10)의 둘레에 형성된 디스크(11)의 표면에 웨지부재(20)가 구비되고, 이 웨지부재(20)에는 1개의 탐촉자(21)가 설치되어 있다.

상기 웨지부재(20)는 별도의 지그(jig)를 이용하여 고정시킨 상태에서, 탐상작업이 이루어지도록 한다.

이러한 종래의 결함탐상장치는 예를들어 도 1에 도시된 로터(10)의 키웨이부(key way)(12)에 결함(crack)(13)이 발생된 경우나 또는 도 2에 도시된 바와 같이, 키부(key)(14)에 결함(15)이 발생된 경우, 디스크(11)의 표면상에서 탐상이 수행하는데, 탐촉자(21)는 고정된 상태에서 로터(10)가 회전하여 탐상이 이루어진다.

그런데, 로터(10)에 발생된 결함(13)의 정확한 위치 및 상태를 검사하기 위한 탐촉자(21)가 1개로만 구성되어 있기때문에, 탐상중 탐촉자(21)의 상,하,좌,우 의 흔들림이나 이동으로 인한 안정성문제로 정확하게 키웨이부(12) 또는 키부(14) 와 그 내표면부에 초음파 빔을 입사시키는 것이 매우 어려운 문제점이 있었다.

또한, 로터(10)의 탐상을 위한 탐촉자(21)가 고정된 웨지부재(20)의 바닥면(20a)은 평평하게 형성되어 있어, 곡률을 이루고 있는 로터(10)의 디스크(11) 표면에 안치하는 경우, 디스크(11)표면과 접촉면이 적어져서 작업수행중 흔들리는 등의 현상이 발생하여 정확한 탐상이 어려운 문제점이 있었다.

또한, 상기 문제점으로 인해, 초음파 시그널의 불만족 및 중요한 모서리에서 반사되는 위치의 시그널이 탐상 요구조건을 만족시키지 못해 재 탐상을 실시하는 등, 검사의 신뢰성에 상당한 문제점이 발생하였다.

또한, 1개의 탐촉자를 사용하여 탐상을 수행할 경우, 키웨이(12) 및 내표면부에 발생되는 결함을 양호하게 검출하기 위해 양방향 검사를 수행함에 따른 검사시간도 과도하게 경과되고, 결함발생시 결함신호의 분석에도 상당한 제약이 발생하였다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 탐상시 필요한 탐촉자를 복수 구비하여 탐상수행시, 탐촉자의 상,하,좌,우 흔들림이나 이동을 감소시켜 검사의 신뢰성을 향상시키도록 한 점에 발명의 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 터빈로터의 디스크에 발생하는 결함을 탐상하기 위한 결함탐상장치에 있어서, 터빈로터 디스크 표면에 안치되는 웨지부재와, 이 웨지부재상에 복수 구비되는 탐촉자로 이루어진 구조이다.

상기 탐촉자는 2개 구비된 구조이다.

또한, 상기 웨지부재의 바닥면은 곡률을 가지도록 곡면형태로 형성된 구조이다.

또한, 웨지부재의 측면은 경사지게 형성되고, 이 측면에 각각 탐촉자를 설치한 구조이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 결함탐상장치의 개략도, 도 4는 본 발명에 따른 결함탐상장치의 사용상태도, 도 5는 도 4의 상태에서 다른 결함을 가진 디스크에 적용한 모습을 나타낸 도면이다.

상기 종래기술과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명하고, 상세한 설명은 생략한다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명은 터빈로터(10)의 디스크(11)에 발생하는 결함을 탐상하기 위해 웨지부재(30)에 복수의 탐촉자(31)(32)로 이루어진 결함탐상장치이다.

상기 탐촉자(31)(32)는 바람직하게는 2개 설치되고, 양방향으로 진행되도록 부착하는데, 부착위치 및 각도는 로터 디스크(11)의 키웨이부(12) 또는 키부(14) 및 내표면부에 초음파 빔이 진행되도록 입사각을 설정하여 부착한다. 탐촉 자(31)(32)를 웨지부재(30)에 부착할때에는 나사결합식으로 고정시킨다.

또한, 상기 웨지부재(30)의 바닥면(30a)은 디스크 표면에 적합한 곡면으로 형성하여 탐상중 웨지부재(30)의 요동을 방지하여 정확한 탐상이 이루어지도록 한다.

또한, 상기 웨지부재(30)의 측면(30b)은 경사지게 형성되어 각각 탐촉자(31)(32)를 설치,고정한 구조이다. 이러므로써, 경사진 초음파빔을 발사할 수 있도록 한 것이다.

본 실시예에서의 상기 웨지부재(30)는 아크릴재를 사용하지만, 다른 재질로도 가능하다.

본 발명은 상기 웨지부재(30)가 디스크(11)의 표면상에 구비된 상태에서, 터빈로터(10)의 회전에 의해 탐촉자(31)(32)에 의한 결함탐상이 이루어진다.

도 4 및 도 5는 터빈로터(10)의 디스크(11)의 키웨이부(12), 키부(14)와 내표면부에 발생된 결함(13)(15)을 2개의 탐촉자(31)(32)를 부착한 웨지부재(30)로 탐상하는 모습을 나타낸 도면으로서, 탐상중 이상지시나 결함지시가 발생할 경우, 2개의 탐촉자(31)(32)를 이용하여 결함발생유무 및 깊이를 확인하는데, 이때, 상기 탐촉자(31)(32)는 웨지부재(30)의 경사진 측면(30b)에 설치되어서 경사진 초음파빔을 발사하므로, 결함발생유무를 보다 신속하게 확인할 수 있다.

또한, 기본적으로 웨지부재(30)는 지그(도시되지 않음)에 의해 흔들리지 않도록 고정시킨 상태이지만, 웨지부재(30)의 바닥면(30a)이 곡면으로 형성되어 디스크(11)의 표면에 적합하게 접촉하고 있기때문에, 로터(10)가 회전하면서 탐상작업 이 이루어지더라도, 웨지부재(30)는 흔들리지 않고 고정된 상태를 유지할 수 있어 검사의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 양방향으로 초음파빔을 발사하여 결함탐상작업을 할 수 있도록 웨지부재에 2개의 탐촉자를 구비한 것으로, 각종 결함의 위치 및 깊이를 신속하게 검사가능하므로, 검사시간도 대폭 단축할 수 있으며, 검사도중 웨지부재가 피검사물(본 실시예에서는 터빈 로터의 디스크에 국한하여 설명하였지만, 다른 피검사물에도 적용할 수 있음은 물론이다)에서 요동이나 움직임이 없어 안정된 검사작업을 수행할 수 있어 검사의 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있는 등의 효과가 있다.

본 발명은 편의상 첨부된 예시도면에 의거 본 발명을 설명하였지만, 이에 국한되지 않고 본 발명의 기술적 사상의 범주내에서 여러가지 변형 및 수정이 가능함은 자명한 사실이다.

Claims

터빈로터의 디스크에 발생하는 결함을 탐상하기 위한 결함탐상장치에 있어서,

상기 터빈로터 디스크의 표면에 안치되는 웨지부재와,

상기 웨지부재상에 복수 구비되는 탐촉자로 이루어진 것을 특징으로 하는 터빈로터 디스크의 결함 탐상장치.
청구항 1에 있어서,

상기 탐촉자는 2개 구비되는 것을 특징으로 하는 터빈로터 디스크의 결함상장치.
청구항 1에 있어서,

상기 웨지부재의 바닥면은 곡률을 가지도록 곡면형태로 형성된 것을 특징으로 하는 터빈로터 디스크의 결함 탐상장치.
청구항 1 내지 청구항 3중 어느 한 항에 있어서,

상기 웨지부재의 측면은 경사지게 형성되고, 이 측면에 각각 탐촉자를 설치한 것을 특징으로 하는 터빈로터 디스크의 결함 탐상장치.