[发明专利]涡轮叉超声波探伤装置及方法

说明书

本申请为2007年9月25日递交的、申请号为2007101617386、发明名称为“涡轮叉超声波探伤装置及方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及适合缩短涡轮叉的检查时间的超声波探伤装置及方法。

背景技术

如图15(a)以及(b)所示，发电厂的涡轮机，为提高制作性和维修性分别制作旋转轴和动叶片，组合旋转轴上的盘和动叶片的叉结构部，通过把销插入在叉上设置的孔内来固定。因为伴随涡轮的旋转给叉孔施加有应力，所以在图15(c)所示位置会产生裂缝。

叉孔裂缝的检查，传统上是把叶片取出后通过磁粉探伤(MT，Magnetic particle Testing)来进行。如图16所示，所谓MT是检测给检查对象施加了磁场时从缺陷处泄漏的磁通的方法。对于在缺陷的泄漏磁通上聚集的涂布有荧光物质的磁性金属粉，照射紫外线，作为荧光的发光观察磁性金属粉有无聚集，这样来检测缺陷。因为在通过MT的叉孔缺陷检查中需要拔出销分解盘和动叶片，所以存在检查费时间的问题。

因此，尝试通过超声波探伤(UT，Ultrasonic Testing)检查叉孔。所谓UT是向检查对象内发送超声波、接收反射波的检查方法。从有无来自缺陷的反射来评价有无缺陷。如图17(a)所示，当为向缺陷发生位置直接入射超声波而在叶片根部设置UT传感器时，因为设置场所成为曲面所以在叉和UT传感器之间产生间隙，超声波的入射变得困难。另外，如图17(b)所示，在叉侧面设置传感器通过在叉内反射超声波要向缺陷发生位置入射超声波的场合，因为难以判定超声波的入射路径，所以确定探伤部位困难。因此，通过UT的检查尚未实用化。作为不是叉形状而是嵌入部的超声波探伤技术可以举出专利文献1。

【专利文献1】特开2002-310998号公报

发明内容

如上述，在现有技术中，在组装的状态下，关于是复杂形状的叉部的非破坏检查，未加考虑。

本发明在于使以非解体方式能够进行涡轮叉的非破坏检查。

本发明的主要特征在于，设置把UT传感器移动的自由度限定为传感器的旋转和平行移动的传感器设置夹具，或者通过执行机构控制传感器的旋转和平行移动的传感器移动机构，把形状回波作为基准信号，通过比较基准信号和超声波探伤信号识别来自缺陷的反射波。

本发明的涡轮叉超声波探伤装置以及方法，因为能够以非解体方式检查动叶片和盘，所以能缩短检查时间。

附图说明

图1是第一实施例中的涡轮叉超声波探伤装置的结构图。

图2是第一实施例中的UT传感器设置夹具的结构图。

图3是表示通过更换靴引起的超声波入射路径变更的原理的图。

图4是基准(形状)信号的评价例。

图5是缺陷信号的测定例。

图6是第一实施例中的超声波探伤步骤。

图7是第二实施例中的涡轮叉超声波探伤装置的结构图。

图8是第二实施例中的UT传感器移动机构的结构图。

图9是第二实施例中的UT传感器的结构图。

图10是第二实施例中的超声波探伤方法。

图11是超声波起振开始时间差的评价例。

图12是第二实施例中的超声波探伤步骤。

图13是超声波传播路径解析的原理。

图14是第二实施例中的信号传递的流图。

图15是涡轮叉的构造。

图16是现有技术的涡轮叉检查方法。

图17是通过超声波探伤的涡轮叉检查的问题点。

符号说明

1 超声波探伤器

2 UT传感器

3 UT传感器设置夹具

4 固定爪

5 磁铁折叠器

6 传感器旋转柄

7 传感器固定臂

8 臂旋转柄

9 弹簧

10 UT传感器移动机构

11 执行机构

12 执行机构驱动器

13 移动棒

14 执行机构内置旋转台

15 存储容器

16 吸盘

17 个人计算机

18 架台

19 靴

21 CPU

22 硬盘驱动器

23 随机存取存储器

24 只读存储器

25 I/O端口

27 记录介质

28 在监视器上显示有无缺陷

29 A/D变换器