JPH01119759A - Ultrasonic flaw detecting apparatus - Google Patents
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- JPH01119759A JPH01119759A JP62277685A JP27768587A JPH01119759A JP H01119759 A JPH01119759 A JP H01119759A JP 62277685 A JP62277685 A JP 62277685A JP 27768587 A JP27768587 A JP 27768587A JP H01119759 A JPH01119759 A JP H01119759A
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明は、例えば、タービンロータにおけるロータ羽根
植込部のような被検査体の亀裂による欠陥部を超音波探
傷して検査する超音波探傷装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Field of Application) The present invention is an object of the present invention, which uses ultrasonic testing to detect defects caused by cracks in an object to be inspected, such as a rotor blade implant in a turbine rotor. This article relates to an ultrasonic flaw detection device for inspection.
(従来の技術)
一般に、蒸気タービンにおけるタービンロータのタービ
ン羽根は、−枚毎にロータ円板に植込まれており、しか
も、このタービン羽根は長期間に互って連続して高速回
転する関係上、上記ロータ円板に植込まれるタービン羽
根の植込部には、回転時、遠心力による高い応力が作用
する。(Prior Art) In general, the turbine blades of a turbine rotor in a steam turbine are embedded in a rotor disc one by one, and these turbine blades rotate continuously at high speed for a long period of time. Above, high stress due to centrifugal force acts on the implanted portion of the turbine blade implanted in the rotor disk during rotation.
特に、原子力発電プラントでは、蒸気が湿り域にあるた
め、応力腐蝕割れ(Scc)を発生するおそれがあり、
タービン定期検査時、上記植込部に亀裂等の欠陥部の有
無を高精度に検査することが望まれている。In particular, in nuclear power plants, there is a risk of stress corrosion cracking (Scc) occurring because the steam is in a humid region.
During periodic inspections of turbines, it is desired to accurately inspect the implanted portion for the presence or absence of defects such as cracks.
既に提案されているこの種のタービン羽根の植述部の検
査手段としては、超音波探傷手段が採用されている。即
ち、この超音波探傷手段は、第7図乃至第9図に示され
るように構成されている。Ultrasonic flaw detection means has been adopted as a means for inspecting the inset portion of this type of turbine blade, which has already been proposed. That is, this ultrasonic flaw detection means is constructed as shown in FIGS. 7 to 9.
第7図乃至第9図において、被検査体としてのタービン
羽根aの植込部atはロータ円板すの係合部b1に植込
まれており、上記タービン羽根aの一部には、固定角探
傷素子の各斜角探触子C1゜C2,C3が付設されてお
り、この各斜角探傷子C,CCは上記植込部a1に形成
された1 2 ′ 3
各係11一部d1.d2.d3に対して超音波を入射し
て、この各係止部d1.d2.d3の一部に亀裂等の欠
陥部e1.e2.e3があれば、この欠陥部e1.e2
.e3からの反射エコーを険出するようになっている。7 to 9, the implanted part at of the turbine blade a as the object to be inspected is implanted in the engagement part b1 of the rotor disk, and a part of the turbine blade a has a fixed Each bevel probe C1°C2, C3 of the angle flaw detection element is attached, and each of these bevel flaw detectors C, CC is formed in the implanted part a1. .. d2. Ultrasonic waves are applied to each locking portion d1.d3. d2. Defects such as cracks in part of d3 e1. e2. e3, this defective part e1. e2
.. The reflected echo from e3 is now visible.
即ち、上記各係止部d1.d2.d3に対しては、異な
る屈折角の各傾斜探触子c、、c、、。That is, each of the above-mentioned locking portions d1. d2. For d3, each tilted probe c, ,c, , with a different refraction angle.
C3を任意の位置に付設し、この各傾斜探触子C,,C
2、Caから発振する超音波の反射エコーによって欠陥
部e1.e2.eaを険出している。C3 is attached at an arbitrary position, and each of the tilted probes C,,C
2. The defective part e1. e2. ea is exposed.
上述した超音波探傷手段は、各傾斜探触子cl。The above-mentioned ultrasonic flaw detection means includes each inclined probe cl.
C2,C3とその走査位置を決定するために、上記植込
部a1を描いた設計図面により、予め、最適な入射角度
を求めることが採用されており、これは、各探触子Ct
* C2、Caの設定条件が迅速に行うことが困難
であり、上記植込部a1の各係止部d1.d2.d3の
検査に対し、少なくとも、3種類の異なる種類の探触子
(探触素子)C1+ C2+ Caを異なる走査位
置に設置することを余儀なくされるため、迅速な検査が
できず、又、欠陥エコーと同時に、植込部a1の複雑な
形状に起因して生じる異なる形状エコーが画像表示部の
画面上に現われるため、高精度に検査することが困難で
ある。In order to determine C2, C3 and their scanning positions, the optimum incident angle is determined in advance based on the design drawing depicting the implanted part a1, and this
* It is difficult to quickly set the conditions for C2 and Ca, and each locking portion d1. of the implanted portion a1. d2. For the d3 inspection, it is necessary to install at least three different types of probes (probe elements) C1+ C2+ Ca at different scanning positions, which makes it impossible to perform a quick inspection and also prevents defective echoes. At the same time, different shape echoes caused by the complicated shape of the implanted portion a1 appear on the screen of the image display unit, making it difficult to inspect with high precision.
又一方、第8図及び第9図に示される他の超音波探傷装
置(特開昭61−84221号)は、シュc4を備えた
アレイ形の超音波探触子Cを被検査体aに当接して超音
波を発振して超音波の反射エコーによって欠陥部e t
、 e 2 、 e aを検出するようにしてい
る。On the other hand, another ultrasonic flaw detection device (Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-84221) shown in FIGS. When they come into contact, an ultrasonic wave is emitted and the defective part e t is detected by the reflected echo of the ultrasonic wave.
, e 2 , and e a are detected.
即ち、上記アレイ探触子Cは複数の微小超音波振動素子
を並設して内蔵したものであり、このアレイ探触子Cは
隣接する他の超音波振動子をそれぞれ時間を異にして励
磁して超音波を発生させるとノ(に、これらに発生した
位相差のある超音波の干渉により、超音波ビームとする
ものであり、段数の微小超音波振動子から送波される超
音波ビームの送波タイミングの位相を制御することによ
り、所望のh゛向へ超音波指向性を強めることができる
。That is, the array probe C has a plurality of micro ultrasonic transducers arranged in parallel, and this array probe C excites other adjacent ultrasonic transducers at different times. When an ultrasonic wave is generated, the interference of the generated ultrasonic waves with a phase difference creates an ultrasonic beam, and the ultrasonic beam is transmitted from several stages of micro ultrasonic transducers. By controlling the phase of the wave transmission timing, the ultrasonic directivity can be strengthened in the desired h direction.
即ち、上述したアレイ探触子Cによる超音波探傷装置は
、アレイ探触子Cの制御条件を変化させることによって
、超音波の送波方向を次々に変化させていくことが可能
である(セクタスキャンニングともいう)。その結果、
−個の探触子で数種類の屈折角の探触子の機能を持つこ
とができるものであって、上記アレイ探触子Cを使用す
ることによって、前記植込部a の各係止部d、、d2
゜■
d3の欠陥の有無を同一位置から同時に検出することが
可能である。That is, the ultrasonic flaw detection device using the array probe C described above is capable of successively changing the transmission direction of ultrasonic waves by changing the control conditions of the array probe C (sector (also called scanning). the result,
- Each probe can function as a probe with several types of refraction angles, and by using the array probe C, each locking part d of the implanted part a can be used. ,,d2
゜■ It is possible to simultaneously detect the presence or absence of the defect d3 from the same position.
従って、第8図に示されるアレイ探触子Cによる超音波
探傷装置は、信号制御器fから所定のタイミングで信号
が発信され、これがマルチチャンネルパルサgへ与えら
れる。すると、このマルチチャンネルパルサgは超音波
駆動用高圧パルスを発生し、この高圧パルスをビーム方
向に応じて必要とする各振動素子位置ごとの遅延量を与
えて、それぞれ対応する各振動素子へ送られる。これに
より、各振動子は、その遅延量対応のタイミングをもっ
て励磁され、指向性を持った超音波ビームとなって上記
被検査体aへ送られる。Therefore, in the ultrasonic flaw detection apparatus using the array probe C shown in FIG. 8, a signal is transmitted from the signal controller f at a predetermined timing, and this signal is applied to the multi-channel pulser g. Then, this multi-channel pulser g generates a high-voltage pulse for ultrasonic driving, and sends this high-voltage pulse to each corresponding vibrating element, giving the necessary delay amount for each vibrating element position according to the beam direction. It will be done. As a result, each vibrator is excited at a timing corresponding to its delay amount, and is sent to the object a to be inspected as a directional ultrasonic beam.
一方、上記被検査体aからの反射波(反射エコー)は、
各振動素子に受信され、各振動素子は受信超音波の強さ
に対応した電気信号を発生する。On the other hand, the reflected wave (reflected echo) from the inspected object a is
The ultrasonic wave is received by each vibrating element, and each vibrating element generates an electric signal corresponding to the intensity of the received ultrasonic wave.
すると、これらの各電気信号はマルチチャンネルレシー
バhに送られ、こ\で、それぞれ信号増幅と検波処理等
が成立された後、高速A/D変換器群iへ送られる。Then, each of these electrical signals is sent to a multi-channel receiver h, where each signal is subjected to signal amplification and detection processing, and then sent to a high-speed A/D converter group i.
そして、こ−で、それぞれA/D変換されてデジタルデ
ータ化された後、これをデジタル加算器jで送信時対応
の遅延を与えた形で加算され合成された後、これを信号
処理器l(で超音波走査時の走査方向対応の画像データ
に処理され、映像信号化されてCRT表示器gに映像と
して表示され石。Then, after each is A/D converted and converted into digital data, this is added and synthesized with a delay corresponding to the transmission time in a digital adder j, and then this is sent to a signal processor l. (The stone is processed into image data corresponding to the scanning direction during ultrasonic scanning, converted into a video signal, and displayed as an image on the CRT display g.
他方、超音波ビームの走査方向は、コンピュータn1の
制御のもとに、セクタスキャンとなるように、逐次、遅
延時間が制御され、こうして、上記アレイ探触子Cから
の超音波ビームはセクタスキャンされることになる。On the other hand, the scanning direction of the ultrasonic beam is sequentially controlled by the delay time so as to perform sector scanning under the control of computer n1, and thus the ultrasonic beam from the array probe C performs sector scanning. will be done.
このようにして、第9図に示される画像は、前述した電
子走査電子超音波探傷器及びアレイ探触子Cを用いて、
第9図に示されるように、被検査体aの植込部a1に適
用して得られたBスコープ像の一例を示したものであり
、上記第9図中のn、nn およびol、02,03
は、第1 2′ 3
8図に示される各欠陥部e、、e2.e3及び各係合部
d1.d2.d3に対応しており、このBスコープ表示
を観察することによって欠陥部の白゛無を確認すること
ができる。In this way, the image shown in FIG. 9 can be obtained using the electronic scanning electronic ultrasonic flaw detector and array probe C described above.
As shown in FIG. 9, an example of a B scope image obtained by applying the B scope image to the implanted part a1 of the inspected object a is shown, and n, nn, ol, 02 in FIG. 9 above are shown. ,03
are the respective defective parts e, , e2 . shown in FIG. e3 and each engaging portion d1. d2. d3, and by observing this B-scope display, it is possible to confirm whether the defective part is white or not.
(発明が解決しようとする問題点)
しかしながら、上述した超音波探傷手段は、被検査体a
としての植込部a1のような複雑な形状に適用する場合
、第9図に示されるような単純なりスコープ表示では、
形状エコーと欠陥エコーの識別は困難であるばかりでな
く、上記アレイ形探触子Cのアクリル材のシュC4から
被検査体aの鋼材へ超音波を入射させた際、超音波ビー
ムの屈折を生じ、これに起因して、超音波ビームの見掛
は上、1点に収斂せず、第9図に示されるようなりスコ
ープ画像では視覚に訴えて欠陥位置の判断は熟練を要し
、見落するおそれもある等の難点がある。(Problems to be Solved by the Invention) However, the above-mentioned ultrasonic flaw detection means cannot
When applied to a complex shape such as the implanted part a1, a simple scope display as shown in FIG.
Not only is it difficult to distinguish between shape echoes and defective echoes, but when ultrasonic waves are incident on the steel material of object a to be inspected from the acrylic shell C4 of the array type probe C, the refraction of the ultrasonic beam is As a result, the appearance of the ultrasonic beam does not converge to a single point, and as shown in Figure 9, the scope image requires skill to judge the defect position visually. There are drawbacks such as the risk of falling.
又一方、上記欠陥位置の検出を自動的に行わせる場合、
上記アレイ探触子aを走査させて位置ずれを生じること
によって、各探傷ライン(セクタスキャンモードにおけ
る角度を異にした超音波ビーム)で検出される反射エコ
ーが変化し、この反射エコーが“欠陥エコー”か“形状
エコー“かの識別することがきわめて困難であり、しか
も、多くの処理時間を必要とし、さらに、検査精度も低
下する等の欠点がある。他方、タービンロータにおける
ロータ羽根植込部に発生する欠陥の検出やこれを評価す
るとき、従来の固定角の探触子C1゜C21C3を用い
た場合、発生する欠陥の位置に対して異なる屈折角の探
触子が必要となり、しかも、多くの検査時間を費すこと
になる。さらに、上記植込部a1の形状が複雑であるこ
とから、“欠陥エコー”と“形状エコー“との識別が難
しく、その判定に熟練を要し、検査精度が大幅に低下す
る。On the other hand, when the above defect position detection is performed automatically,
By scanning the array probe a and causing a positional shift, the reflected echoes detected by each flaw detection line (ultrasonic beams at different angles in sector scan mode) change, and these reflected echoes become "defects". It is extremely difficult to distinguish between "echoes" and "shape echoes," and it requires a lot of processing time. Furthermore, there are drawbacks such as a decrease in inspection accuracy. On the other hand, when detecting and evaluating defects that occur in the rotor blade implantation part of a turbine rotor, if a conventional fixed-angle probe C1°C21C3 is used, the refraction angle differs depending on the position of the defect. probes are required, and moreover, a lot of inspection time is consumed. Furthermore, since the shape of the implanted portion a1 is complex, it is difficult to distinguish between a "defect echo" and a "shape echo", and skill is required to make the determination, resulting in a significant drop in inspection accuracy.
又、上記アレイ接触子Cを使用した超音波探傷手段は、
欠陥の発生位置にも拘らず、1個の探触子Cを用いれば
良いが、これによって表示されたBスコープ像からは、
前述したように、欠陥エコーと形状エコーとの識別が困
難であり、安定した高精度の超音波探傷が困難である。Moreover, the ultrasonic flaw detection means using the above array contactor C is as follows:
Regardless of the location of the defect, it is sufficient to use one probe C, but from the B scope image displayed by this,
As mentioned above, it is difficult to distinguish between defect echoes and shape echoes, and stable and highly accurate ultrasonic flaw detection is difficult.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって
、被検査体としてのタービンロータ羽根植込部に発生す
る欠陥部に対して迅速にして、しかも、高精度の超音波
探傷装置を提供することを目的する。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and provides a rapid and highly accurate ultrasonic flaw detection device for detecting defects occurring in the implanted part of a turbine rotor blade as an object to be inspected. The purpose is to provide.
(問題点を解決するための手段とその作用)本発明は、
被検査体と他の被検査体との間に挿入される支軸にヘッ
ド部材を設け、このヘッド部+4の一端部に車輪の車軸
を上記支軸に平行して枢むし、この車輪の反対側の上記
ヘッド部材に11輪用電磁石を設け、この車輪用電磁石
の出力軸にほかの小輪の巾軸を上記支軸に平行して枢若
し、上記ヘッド部材の中程に探触子用7[i磁石を設け
、この探触子用電磁石の出力軸にアレイ探触子を上記被
検査体の一部に当接するようにして設け、アレイ探触子
とこのアレイ探触子を被検査体の形状(例えばロータ羽
根植込部の曲面)に合せて接触するようにして、上記ア
レイ探触子からの反射エコー(データ)から欠陥信号と
形状t=号とを識別しiヒるようにして、超音波探傷に
よる検査精度の向上を図るようにしたものである。(Means for solving the problems and their effects) The present invention includes:
A head member is provided on a support shaft inserted between an object to be inspected and another object to be inspected, and a wheel axle is pivoted at one end of this head portion +4 in parallel to the above-mentioned support shaft, and the opposite side of this wheel is An electromagnet for 11 wheels is provided on the head member on the side, and the width axis of the other small wheels is pivoted to the output shaft of the electromagnet for wheels parallel to the support shaft, and a probe is placed in the middle of the head member. 7 [i] A magnet is provided, an array probe is provided on the output shaft of this probe electromagnet so as to be in contact with a part of the object to be inspected, and the array probe and this array probe are covered. Identify the defect signal and the shape t= from the reflected echo (data) from the array probe by making contact with it in accordance with the shape of the inspection object (for example, the curved surface of the rotor blade implantation part). In this way, the inspection accuracy by ultrasonic flaw detection is improved.
(実施例) 以ド、本発明を図示の一実施例について説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be described with reference to an illustrated embodiment.
第1図及び第2図において、符号1は、支杆であって、
この支杆1の中程1aには、一対の支軸2がばね3によ
って支杆1がわへ付勢して水平に並設されており、この
支軸2には、ヘッド部材4が、例えば、ロータ羽根によ
る被検査体Wと他の被検査体Wとの間に挿入されるよう
にして嵌装されている。又、このヘッド部4の一端部4
aには、車輪5の車軸5aがピン軸6で上記支軸4に平
行するようにして、しかも、回転自在に枢着されており
、この車輪5は上記被検査体Wに当接するようになって
いる。さらに、上記車輪5の反対側に位置する上記ヘッ
ド部材4の一部には、車輪用電磁石(ソレノイド)7が
設けられており、この車輪用電磁石7の出力軸7aには
、他の車輪8の市軸8aがピン軸9で上記支軸4に平行
するようにして、しかも、回転自在に枢着されている。In FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 indicates a support rod,
In the middle 1a of this support rod 1, a pair of support shafts 2 are horizontally arranged side by side and urged toward the support rod 1 by a spring 3, and on this support shaft 2, a head member 4 is mounted. For example, it is fitted so as to be inserted between an object W to be inspected by a rotor blade and another object W to be inspected. Also, one end portion 4 of this head portion 4
On a, an axle 5a of a wheel 5 is rotatably mounted on a pin shaft 6 so as to be parallel to the support shaft 4, and the wheel 5 is in contact with the object W to be inspected. It has become. Further, a wheel electromagnet (solenoid) 7 is provided in a part of the head member 4 located on the opposite side of the wheel 5, and the output shaft 7a of this wheel electromagnet 7 is connected to the other wheel 8. The center shaft 8a is pivoted by a pin shaft 9 so as to be parallel to the support shaft 4 and to be rotatable.
従って、この車輪用電磁石7が励磁されると、この車輪
用電磁石7の出力軸7aが他の車輪8を上記他の被検査
体Wの一部に接触して、相対的に上記ヘッド部vI4を
一時的に固定するようになっている。Therefore, when this wheel electromagnet 7 is excited, the output shaft 7a of this wheel electromagnet 7 brings the other wheel 8 into contact with a part of the other object W to be inspected, so that the head portion vI4 relatively is temporarily fixed.
一方、上記ヘッド部祠4の中程4bには、一対をなす探
触子用電磁石(ソレノイド)10が設置されており、こ
の両探触子用電磁石1oの各出力軸10aには、ブラケ
ット11が各コイルばね12を介して外方へ抜出ないよ
うにして設けられている。さらに、このブラケット11
には、シュー内に複数の超音波探触素子を内蔵したアレ
イ探触子13がビン14の周りに回動自在に取付けられ
ており、このアレイ探触子13は、第3図に示されるよ
うに、マルチチャンネルパルサ15やマルチチャンネル
レシーバ16にリード線を通して接続されている。On the other hand, a pair of probe electromagnets (solenoids) 10 are installed in the middle 4b of the head shrine 4, and a bracket 11 is attached to each output shaft 10a of both probe electromagnets 1o. are provided through each coil spring 12 so as not to be pulled out outward. Furthermore, this bracket 11
An array probe 13 having a plurality of ultrasonic probe elements built into a shoe is rotatably mounted around a bottle 14, and this array probe 13 is shown in FIG. It is connected to a multi-channel pulser 15 and a multi-channel receiver 16 through lead wires.
他方、上記支軸2の一部には、マーカ探触子(ペン部)
17aを備えた記録装置(マーカー)17がマーカー電
磁石18によって昇降自在に垂設されており、この記録
装置17は、第3図に示されるマーカー探触子圧Ri!
I 御器19を介してコンピュータ20に接続されてい
る。On the other hand, a marker probe (pen part) is attached to a part of the spindle 2.
A recording device (marker) 17 equipped with a marker probe 17a is vertically installed so as to be vertically movable by a marker electromagnet 18, and this recording device 17 has a marker probe pressure Ri! shown in FIG.
It is connected to a computer 20 via an I controller 19 .
以下、本発明の作用について説明する。Hereinafter, the effects of the present invention will be explained.
第1図及び第2図に示されるように、被検査体Wと他の
被検査体Wとの間に本発明の超音波探傷装置を設置する
。即ち、ヘッド部材4の車輪用電磁石7が励磁されると
、この車輪用電磁石7の出力M7aが他の車輪8を上記
他の被検査体Wの一部に当接して相対的に上記ヘッド部
材4を一時的に固定すると共に、他方、上記一対の探触
子用電磁石10も励磁される。すると、この両探触子用
電磁石10の各出力軸10aが各コイルばね12の弾力
に抗して外方へ押し出されるから、この各出力軸10a
に設けられたブラケット11のアレイ探触子13は被検
査体Wの曲面部Waに当接する。As shown in FIGS. 1 and 2, the ultrasonic flaw detection apparatus of the present invention is installed between an object W to be inspected and another object W to be inspected. That is, when the wheel electromagnet 7 of the head member 4 is excited, the output M7a of this wheel electromagnet 7 causes the other wheel 8 to come into contact with a part of the other object W to be inspected, thereby relatively causing the head member 4 is temporarily fixed, and on the other hand, the pair of probe electromagnets 10 are also excited. Then, each output shaft 10a of both probe electromagnets 10 is pushed outward against the elasticity of each coil spring 12.
The array probe 13 of the bracket 11 provided in the test object W comes into contact with the curved surface Wa of the object W to be inspected.
このようにして、上記アレイ探触子13は上記被検査体
Wの検査の対象となる各係合部d1゜d、、、d3へ各
超音波ビームを発振し得るようにする。In this way, the array probe 13 can oscillate ultrasonic beams to each of the engaging portions d1, d, d3 of the object W to be inspected.
即ち、第3図において、上記アレイ探触子13は、信号
制御器21によって所定のタイミングで信号を発信する
と、この信号はマルチチャンネルパルサ15で高圧パル
スを発振して上記アレイ探触子13から超音波ビームを
上記各係合部d1゜d2.d3へ発振される。すると、
この超音波ビームの反射波(反射エコー)は、上記アレ
イ探触子13で受信された後、マルチチャンネルレシー
バ16へ送信される。すると、ニーで信号増幅と検査処
理等が行われ、これを高速A/D変換器群22でA/D
変換した後、デジタル加算器23へ送られる。That is, in FIG. 3, when the array probe 13 emits a signal at a predetermined timing by the signal controller 21, this signal is transmitted to the multi-channel pulser 15 by oscillating a high-voltage pulse, which is transmitted from the array probe 13. The ultrasonic beam is applied to each of the above-mentioned engaging portions d1, d2. It is oscillated to d3. Then,
A reflected wave (reflected echo) of this ultrasonic beam is received by the array probe 13 and then transmitted to the multichannel receiver 16. Then, signal amplification, inspection processing, etc. are performed at the knee, and this is converted into A/D by the high-speed A/D converter group 22.
After conversion, it is sent to the digital adder 23.
次に、上記アレイ探触子13からの超音波による反射エ
コーのデータは、ピーク検出器24によって各探傷ライ
ン(セクタスキャンモードにおける角度を異にした超音
波ビーム)における反射エコーのピークが検出される。Next, the peak detector 24 detects the peaks of the reflected echoes in each flaw detection line (ultrasonic beams at different angles in the sector scan mode) from the data of reflected echoes caused by the ultrasonic waves from the array probe 13. Ru.
一方、第3図において、羽根形状データメモリ25には
、検査される羽根植込部の形状データがrめ記憶されて
おり、これに接続された演算器26は、上記ピーク検出
器24の結果による信号のピーク値とビーム路程のデー
タと上記羽根植込部の形状データとを重ね合せて判断し
、各信号が上記羽根植込部の形状又は欠陥部をどの部分
より11あられたデータかを判断する。しかして、その
結果の一部は、上記コンピュータ20へ送られ、上記探
傷ラインの角度を微調整したり、又、欠陥エコーが検出
されるとき、上記コンピュータ20は上記記録装置17
を駆動したり、若しくは、連続的に検出される形状エコ
ーが検出されなかったり、形状エコーが小さくなったり
した場合、上記アレイ探触子13の押付は圧等の制御を
施すようになっている。On the other hand, in FIG. 3, the blade shape data memory 25 stores the shape data of the blade implanted part to be inspected, and the arithmetic unit 26 connected thereto calculates the result of the peak detector 24. The data of the peak value of the signal, the beam path data, and the shape data of the blade implanted part are superimposed to determine which part of the shape or defective part of the blade implanted part each signal corresponds to. to decide. A part of the result is sent to the computer 20 to finely adjust the angle of the flaw detection line, and when a defect echo is detected, the computer 20 is sent to the recording device 17.
or when the continuously detected shape echo is not detected or the shape echo becomes small, the pressing of the array probe 13 is controlled by pressure, etc. .
他方、上記コンピュータ20及び演算器26に接続され
た信号処理器27は上記デジタル加算器23、演算器2
6及び羽根形状データメモリ25のデータからの欠陥位
置や形状信号に対して羽根形状を重ね合せて、視覚的な
画像出力としてCRT28に画像表示したり、又、永久
的な記録媒体をもつデータ収録器29にデータを保管す
ることができる。On the other hand, the signal processor 27 connected to the computer 20 and the arithmetic unit 26 includes the digital adder 23 and the arithmetic unit 2.
The blade shape is superimposed on the defect position and shape signals from the data in the blade shape data memory 25 and the image is displayed on the CRT 28 as a visual image output, or the data is recorded on a permanent recording medium. Data can be stored in the device 29.
次に、第4図乃至第6図は、本発明による超音波探傷装
置を羽根植込部に適用した探傷作用をフローチャートと
彼検査体Wを楔形的に開示したものである。Next, FIGS. 4 to 6 are flowcharts showing the flaw detection operation when the ultrasonic flaw detection apparatus according to the present invention is applied to a blade implanted part, and the test object W is shown in a wedge-shaped manner.
即ち、第4図において、■では、ロータ羽根が停ってい
る状態で本発明を設置する。即ち、前述したように、ア
レイ探触子13及び車輪5を圧着させる。次に、■にお
いて、その状態で得られる形状エコーの中から基準とな
るエコーを選定する。That is, in FIG. 4, the present invention is installed in a state where the rotor blades are stationary. That is, as described above, the array probe 13 and the wheel 5 are pressed together. Next, in (2), a reference echo is selected from among the shape echoes obtained in that state.
しかして、基準となるエコーは2以上必要であり、例え
ば、第5図において、超音波ビーム30a。Therefore, two or more reference echoes are required, for example, the ultrasound beam 30a in FIG.
30b、30cは羽根植込部の各反射エコー31a、3
1b、31cとなり、さらに、■では、基準エコーが得
られる探傷ラインの屈折角を微小に変化させ、エコーが
最も大きくなる屈折角の探傷ラインを最大基準ラインと
する。次に、■では、設定された最大基準エコーライン
で得られたエコーのビーム路から超音波ビームの入射点
13aを■で計算する。このとき、本発明の羽根形状デ
ータメモリ25は、前述したように、探傷される羽根植
込部の形状を記憶していることから、上記入射点13g
の位置、アクリル材によるシュー内での屈折角に対する
羽根植込部への入射角、欠陥部に対する最適入射角の計
算は容易に行うことが可能である。又、第5図に示され
るように、羽根植込部の欠陥(亀裂)の発生し易い位置
32a。30b and 30c are respective reflected echoes 31a and 3 of the blade implantation part.
1b and 31c, and in (2), the refraction angle of the flaw detection line from which the reference echo is obtained is slightly changed, and the flaw detection line with the refraction angle at which the echo is the largest is set as the maximum reference line. Next, in step 2, the incident point 13a of the ultrasonic beam is calculated from the beam path of the echo obtained at the set maximum reference echo line. At this time, since the blade shape data memory 25 of the present invention stores the shape of the blade implanted part to be flaw-detected as described above, the above-mentioned incident point 13g
It is possible to easily calculate the position of the acrylic material, the angle of incidence on the blade implantation part with respect to the refraction angle within the shoe made of the acrylic material, and the optimum angle of incidence on the defective part. Further, as shown in FIG. 5, there is a position 32a where defects (cracks) are likely to occur in the blade implantation part.
32b、32cは、■で欠陥部に対する探傷ラインの屈
折角を計算して設定できる。32b and 32c can be set by calculating the refraction angle of the flaw detection line with respect to the defective part using .
次に、■では、探傷中にカップリングチエツクを行うた
めのラインの設定を行う。これは、カップリングチエツ
クに対して最適なラインの設定は、−木乃至複数本設定
するものであり、これは基準エコーラインをカップリン
グチエツクラインとしても良いし、又、新たに他の部分
の設定としてもよい。次に、■では、タービンロータを
回転させると同時に接触媒質の供給を始め、これによっ
て岐険査体Wの探傷検査を開始する。Next, in step (2), a line for performing a coupling check during flaw detection is set. The optimal line setting for the coupling check is to set one or more lines, and this can be done by using the reference echo line as the coupling check line, or by setting a new line for other parts. It may also be a setting. Next, in (2), the supply of couplant is started at the same time as the turbine rotor is rotated, and thereby the flaw detection inspection of the cross-section inspection body W is started.
次に、上記探傷検査は、第4図のフローチャートにした
がって、探1易終了のチエツク、カップリングエコーの
白゛無のチエツク、欠陥エコーの白゛無のチエツクを行
う。Next, the flaw detection inspection is performed according to the flowchart of FIG. 4 by checking whether the detection is completed successfully, checking whether the coupling echo is white, and checking whether the defect echo is white.
なお、カップリングエコーのa無のチエツクは、カップ
リングエコーラインの何れかのラインのエコーが消失し
たときに、アレイ探触子13の圧力を微小調整制御する
動作を再び行い、カップリングエコーのチエツク後、警
告又は中止の信号を発するか、アレイ探触子13の圧力
変化をせずに直接警告を発するようにしている。特に、
欠陥エコーの有無の確認は、欠陥部に対する探傷ライン
の何れかに、欠陥エコーが検出されたときに、探傷ライ
ンの屈折角の微調整やマーカの出力等を行った後、記録
装置17は、欠陥エコーの最大値及び出現範囲(円周方
向及び屈折角範囲)を記録する。In addition, to check whether there is a coupling echo, when the echo of any of the coupling echo lines disappears, the operation of finely adjusting the pressure of the array probe 13 is performed again. After the check, a warning or stop signal is issued, or a warning is issued directly without changing the pressure of the array probe 13. especially,
To confirm the presence or absence of a defect echo, when a defect echo is detected on any of the flaw detection lines for the defective part, after finely adjusting the refraction angle of the flaw detection line and outputting a marker, the recording device 17 performs the following steps. Record the maximum value and appearance range (circumferential direction and refraction angle range) of the defect echo.
このようにして、上紀肢検査体Wとしての羽根植込部は
本発明によるアレイ探触子13の超音波ビームによって
連結的に探傷検査される。In this way, the blade implanted part as the upper limb test object W is sequentially inspected for flaws by the ultrasonic beam of the array probe 13 according to the present invention.
第6図は、前記信号処理器27による探傷結果の出力の
一例であって、これは、上記演算器26によって超音ビ
ームの入射点1.3 、a、欠陥位置W 及び各形状エ
コーW2等の座標のデータと羽l
板形状データメモリ25との入力信号とを重ね合せた結
果を画像に開示したものである。FIG. 6 shows an example of the flaw detection result output by the signal processor 27, which is output by the arithmetic unit 26 to the ultrasonic beam incident point 1.3, a, defect position W, each shape echo W2, etc. The image shows the result of superimposing the coordinate data and the input signal to the blade shape data memory 25.
このようにして、本発明は、第1図及び第2図に示され
るように、被検査体Wと他の被検査体Wとの間に設置し
、ロータを1回転することにより、羽根植込部の亀裂等
の欠陥エコーを迅速に、しかも、高精度で検査すること
ができる。In this way, as shown in FIGS. 1 and 2, the present invention can be installed between an object W to be inspected and another object W to be inspected, and by rotating the rotor once, the blade can be planted. Defect echoes such as cracks in grooves can be inspected quickly and with high precision.
以上述べたように本発明によれば、被検査体Wと他の被
検査体Wとの間に挿入される支軸2にヘッド部材4を設
け、このヘッド部材4の一端部に車輪5の車軸5aを上
記支軸2に平行して枢着し、この車輪5の反対側の上記
ヘッド部材4に車輪用電磁石7を設け、このt幅用電磁
石7の出力軸7aに他の車輪8の車軸8aを上記支軸2
に平行して[4し、上記ヘッド部材4の中程に探触子用
電磁石10を設け、この探触子用電磁石10の出力軸1
0aにアレイ探触子13を上記被検査体Wの一部に当接
するようにして設けであるので、取扱い操作が簡単であ
るばかりでなく、被検査体Wの欠陥部を正確に、しかも
、高精度に検査することができると共に、例えば、ター
ビンロータの羽根植込部のような複雑な形状のものであ
っても、有効適切に超音波ビームで形状エコーと欠陥エ
コーとを正確に識別して欠陥位置まで認定できる等の優
れた効果を有する。As described above, according to the present invention, the head member 4 is provided on the support shaft 2 inserted between the inspected object W and another inspected object W, and the wheel 5 is attached to one end of the head member 4. An axle 5a is pivotally mounted parallel to the support shaft 2, a wheel electromagnet 7 is provided on the head member 4 on the opposite side of the wheel 5, and an output shaft 7a of the t-width electromagnet 7 is connected to the other wheel 8. The axle 8a is connected to the support shaft 2
Parallel to [4], a probe electromagnet 10 is provided in the middle of the head member 4, and the output shaft 1 of this probe electromagnet 10 is
Since the array probe 13 is provided at 0a so as to come into contact with a part of the object W to be inspected, not only is the handling operation easy, but also the defective part of the object W to be inspected can be detected accurately. In addition to being able to inspect with high precision, for example, even for objects with complex shapes such as the blades of turbine rotors, shape echoes and defective echoes can be accurately distinguished using an effective ultrasonic beam. It has excellent effects such as being able to identify the location of defects.
第1図は、本発明の超音波探傷装置の正面図、第2図は
、第1図中の鎖線A−Aに沿う断面図、第3図は、本発
明のブロック線図、第4図は、本発明のフローチャート
、第5図および第6図は、本発明の詳細な説明するため
の各図、第7図は、既に提案されている超音波探傷装置
の線図、第8図は、同上ブロック線図、第9図は、従来
例の作用を説明するための図である。
2・・・支軸、4・・・ヘッド部材、5・・・車輪、7
・・・+jj輪用重用電磁石・・・車輪、10・・・探
触子用電磁石、13・・・アレイ探触子。
第2図
第3図FIG. 1 is a front view of the ultrasonic flaw detection device of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the chain line A-A in FIG. 1, FIG. 3 is a block diagram of the present invention, and FIG. is a flowchart of the present invention, FIGS. 5 and 6 are diagrams for explaining the present invention in detail, FIG. 7 is a line diagram of an already proposed ultrasonic flaw detection device, and FIG. , the same block diagram as above, and FIG. 9 are diagrams for explaining the operation of the conventional example. 2... Support shaft, 4... Head member, 5... Wheel, 7
...+jj heavy-duty electromagnet for wheels...wheel, 10...electromagnet for probe, 13...array probe. Figure 2 Figure 3
Claims (1)
ヘッド部材を設け、このヘッド部材の一端部に車輪の車
軸を上記支軸に平行して枢着し、この車輪の反対側の上
記ヘッド部材に車輪用電磁石を設け、この車輪用電磁石
の出力軸に他の車輪の車軸を上記支軸に平行して枢着し
、上記ヘッド部材の中程に探触子用電磁石を設け、この
探触子用電磁石の出力軸にアレイ探触子を上記被検査体
の一部に当接するようにして設けたことを特徴とする超
音波探傷装置。 2、ヘッド部材に記録装置を設けたことを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の超音波探傷装置。[Claims] 1. A head member is provided on a support shaft inserted between an object to be inspected and another object to be inspected, and a wheel axle is attached to one end of the head member parallel to the support shaft. A wheel electromagnet is provided in the head member on the opposite side of the wheel, and the axle of another wheel is pivotally connected to the output shaft of the wheel electromagnet parallel to the support shaft. 1. An ultrasonic flaw detection device characterized in that an electromagnet for a probe is provided in the electromagnet for the probe, and an array probe is provided on the output shaft of the electromagnet for the probe so as to come into contact with a part of the object to be inspected. 2. The ultrasonic flaw detection device according to claim 1, characterized in that a recording device is provided in the head member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62277685A JPH01119759A (en) | 1987-11-02 | 1987-11-02 | Ultrasonic flaw detecting apparatus |
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JP62277685A JPH01119759A (en) | 1987-11-02 | 1987-11-02 | Ultrasonic flaw detecting apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01119759A true JPH01119759A (en) | 1989-05-11 |
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ID=17586877
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JP (1) | JPH01119759A (en) |
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