本发明专利技术涉及涡轮叉超声波探伤装置及方法。涡轮叉的检查可通过磁粉探伤进行，但因需要分解动叶片和盘所以存在检查需要时间的问题。曾尝试通过超声波探伤的检查，但因叉形状复杂，所以存在难以识别由叉的凹凸反射的超声波（形状回波）和由缺陷反射的超声波（缺陷信号）的问题。把传感器移动的自由度限定在旋转移动和平行移动，将为能够定量评价移动量而附加有刻度的超声波探伤传感器设置夹具固定在无缺陷且和检查对象同尺寸的基准试验片上来取得形状回波。固定超声波探伤传感器设置夹具，把超声波传感器设置在和取得形状信号时相同的位置，取得、并比较超声波探伤信号，由此，来评价有无超声波（缺陷信号）。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术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。技术背景如图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的文献1。专利文献1特开2002—310998号公报
技术实现思路
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。本专利技术在于使以非解体方式能够进行涡轮叉的非破坏检查。本专利技术的主要特征在于，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4于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。本专利技术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^r查时间。 附图说明图l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IO是第二实施例中的超声波探伤方法。 图ll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 2UT传感器3UT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IOUT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孰21 CPU22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^L器上显示有无缺陷29A/D变换器30D/A变换器31超声波元件32电极33阻尼器 34保护壳101超声波探伤器和UT传感器间的信号线 102个人计算机和超声波探伤器间的信号线 103个人计算机和执行机构驱动器间的信号线 104执行才几构和执行机构驱动器间的电力线具体实施方式在作为和涡轮盘的连结部位的涡轮叶片的涡轮叉的超声波探伤方法中， 在涡轮盘和涡轮叶片连结的状态下，通过在涡轮叉的侧面平面部上设置超声波 探伤传感器，利用通过超声波探伤传感器的来自涡轮叉内侧面的反射波探伤该 涡轮叉的内外表面，能够以非解体方式检查动叶片和盘。另外，设置传感器设置夹具或者传感器移动机构从叉侧面收发超声波进 行超声波探伤，同时设置通过把形状回波作为基准信号比较基准信号和超声波 探伤信号来识别来自缺陷的反射波的步骤，实现缩短涡轮叉的检查时间的目 的。(第一实施例)使用图1~图6以及数学式1，说明关于使用UT传感器 设置夹具的叉的超声波探伤的实施例。图1是第一实施例中的超声波探伤装置的结构图，具有超声波探伤器1、 UT传感器2、 UT传感器设置夹具3、和超声波探伤器1以及UT传感器2之 间的信号线101。作为UT传感器2的超声波收发元件使用诸如PZT、 LiNb03、 PVDF的压电元件。作为信号线101使用被覆绝缘的铜线。图2是第一实施例中的UT传感器设置夹具3的结构图，是在涡轮盘和涡 轮叶片被连结的状态下，在涡轮叉的侧面平面部设置超声波探伤传感器的传感 器设置单元。具有对于动叶片的UT传感器设置夹具的固定爪4、把UT传感 器设置夹具固定在动叶片上的磁铁折叠器5、 UT传感器旋转柄6、 UT传感器 固定臂7、臂旋转柄8、用于把包括臂在内的UT传感器向叉侧面压的弹簧9。通过具有这样的传感器设置单元，能够容易地在涡轮叉的侧面平面部上 适当地设置。通过从平的侧面进行探伤，能够使入射回波的大小均匀，能够适 当地确保缺陷(伤)的检测性。把固定爪4压向动叶片41,利用磁铁折叠器5的磁力固定UT传感器设置夹具3。 UT传感器2用螺丝固定在传感器旋转柄6上。通过使传感器旋转 柄6旋转，能够使UT传感器2在图2中的ei方向上旋转。在臂7上设置贯通的沟，通过使贯通沟设置传感器旋转柄6，能够使传感 器在图2中的Y方向上移动。另外，把臂旋转柄8作为轴，使臂在图2中的02 方向上旋转。通过在这些传感器旋转柄6、臂7、臂旋转柄8上设置刻度，能 够对超声波的入射方向进行定量化。固定爪4、臂7、传感器旋转柄6、臂旋 转柄8，把金属或者树脂作为材料进行整形。作为弹性体的弹簧9，使用CrMo 钢、Mo钢等弹性系数大的钢材。这样，因为具有旋转超声波探伤传感器的单元，所以在容易地适当设置 的涡轮叉的侧面平面部上之后，能够使探伤时的条件i殳定等变得容易。另夕卜，对于超声波的检查对象的入射角，通过在UT传感器2和检查对象 之间设置楔型的丙烯基(靴19)来进行调节。图3是通过靴的超声波入射角 调整的原理，从靭向检查对象的超声波入射角根据斯内尔的法则，用数学式l 记述。(数学式l)sin (ei) + Vl = sin (62) + V2 式中，VI:靴内的超声波的音速，01:从靭向检查对象的超声波的入射 角度=孰尖端角度，V2:检查对象内的超声波的音速，62:检查对象内的超声 波的入射角度。通过把这样的靴19用螺丝固定在UT传感器2上，能够调节 超声波入射角。因为利用通过超声波探伤传感器的来自涡轮叉内侧面的反射波探伤涡轮 叉的内外表面，所以能够进行非解体方式的探伤。图6表示第一实施例的超声波探伤步骤，以下进行说明。主要说明传感 器的设置、探伤过程。在步骤201，把无缺陷的、和检查对象相同尺寸的基准试验体固定在传感 器设置夹具上。在步骤202,取得在如图4本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种涡轮叉的超声波探伤装置，其为作为和涡轮盘的连结部位的涡轮叶片的涡轮叉的超声波探伤装置，其特征在于， 具有：在该涡轮盘和该涡轮叶片连结的状态下，把超声波探伤传感器设置在该涡轮叉的侧面平面部的传感器设置单元，和利用由该超声波探伤传感器测得的来自该涡轮叉内侧面的反射波来对该涡轮叉的内外表面进行探伤的探伤单元。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：铃木丰，小池正浩，松井哲也，小平小治郎，井坂克己，小田仓满，田山贤治，铃木一弘，熊坂贤二，安达裕二，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，株式会社日立工程服务，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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