本發(fā)明涉及使用作為超聲波探傷法之一的相控陣法來檢查渦輪轉(zhuǎn)子盤的葉片槽部的缺陷的方法以及在該方法中使用的裝置。

背景技術(shù)：

在燃?xì)鉁u輪、蒸汽渦輪中，在向用于固定在渦輪轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子盤外周面上形成的渦輪葉片的槽部(以下，也稱為“葉片槽部”。)插入了渦輪葉片的葉片根部(以下，也僅稱為“葉片根部”。)的狀態(tài)下，將渦輪葉片固定于轉(zhuǎn)子盤。

作為檢查在渦輪轉(zhuǎn)子的葉片槽部產(chǎn)生的裂紋等缺陷的有無以及裂紋的大小的方法，能夠使用磁粉探傷、復(fù)制法等檢查方法。然而，在這些方法中，需要將渦輪葉片的葉片根部從葉片槽部拔出，渦輪葉片的拔出以及檢查后的再裝配等檢查前后的附加工作需要大量的時間和費用。

因此，希望開發(fā)不將渦輪葉片從葉片槽部拔出而能夠檢查葉片槽部的非破壞檢查技術(shù)。例如，專利文獻1以及專利文獻2提出有如下所述的超聲波探傷法：向葉片槽部照射超聲波，接收其反射波并查驗波形等，從而能夠檢查葉片槽部有無缺陷。

在這些超聲波探傷法中的、專利文獻1所采用的相控陣法中，采用具有多個振子的相控陣探頭。振子沿著相控陣探頭的前后方向排列，能夠獨立地控制各個振子發(fā)送超聲波的時刻。從各個振子發(fā)送的超聲波形成合成波面，但通過控制各個振子的發(fā)送時刻，能夠自由地控制合成波面的照射方向、焦點距離。

在檢查時，相控陣探頭沿著檢查對象物的表面在前后方向上移動(掃描)，由此能夠使檢查范圍發(fā)生變化。另一方面，超聲波向相控陣探頭的前斜下方的方向照射。通過控制振子的發(fā)送時刻，能夠?qū)Τ暡ㄏ鄬τ谙嗫仃囂筋^的前后方向的傾斜角度進行電操作，由此能夠使檢查范圍發(fā)生變化。

在先技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2009-244079號公報

專利文獻2：日本特開2013-057681號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

在利用相控陣法來進行葉片槽部的檢查的情況下，通常將相控陣探頭配置于轉(zhuǎn)子盤的端面。而且，一邊使相控陣探頭在轉(zhuǎn)子盤端面的半徑方向上移動、一邊朝向葉片槽部反復(fù)地照射超聲波，并接收來自葉片槽部的反射波。在該情況下，多個振子沿著相控陣探頭的移動方向即轉(zhuǎn)子盤端面的半徑方向配置，通過控制振子的發(fā)送時刻，能夠變更檢查范圍的深度。

在此，在渦輪轉(zhuǎn)子的葉片槽部中，在各種方向產(chǎn)生裂紋等缺陷。尤其是如圖10所示，在葉片槽部108從轉(zhuǎn)子盤106的軸向偏離而呈圓弧狀地彎曲的曲面?zhèn)妊b型的情況下，與葉片槽部沿著轉(zhuǎn)子盤的軸向呈直線狀地延伸的通常的側(cè)裝型相比，在葉片槽部108產(chǎn)生的裂紋等缺陷在多個方向上發(fā)生。

在超聲波探傷法中，當(dāng)缺陷的產(chǎn)生方向與超聲波的照射方向不同時，反射波的方向不同。例如，參照圖11，在來自相控陣探頭100的超聲波u的照射方向與裂紋c的產(chǎn)生方向呈直角的情況下，相控陣探頭100能夠可靠地接收反射波e。與此相對地，即便在相同的位置存在有缺陷，當(dāng)超聲波的照射方向相對于裂紋的產(chǎn)生方向而偏離直角時，也存在接收方向上的反射波的反射率降低、無法檢測反射波的情況。其結(jié)果是，缺陷的檢測精度降低。

考慮能夠通過使相控陣探頭的方向在轉(zhuǎn)子盤的周向上發(fā)生變化、使超聲波的照射方向與缺陷的產(chǎn)生方向的相對關(guān)系發(fā)生變化而防止上述那樣的檢測精度的降低。

在此，如圖11所示，在利用現(xiàn)有的相控陣法來進行葉片槽部108的檢查的情況下，將相控陣探頭100配置于轉(zhuǎn)子盤106的端面106a。在該配置中，多個振子110沿著轉(zhuǎn)子盤106的半徑方向a配置。而且，一邊使相控陣探頭100沿著轉(zhuǎn)子盤106的半徑方向a移動、一邊從相控陣探頭100朝向葉片槽部108發(fā)送超聲波u，并接收來自葉片槽部108的反射波。

在上述那樣的現(xiàn)有的方法中，在要使相控陣探頭100的方向在轉(zhuǎn)子盤端面106a的周向b上發(fā)生變化的情況下，不僅在半徑方向a的位置，還必須沿周向掃描相控陣探頭100，掃描變難。

本發(fā)明的至少一實施方式鑒于所述現(xiàn)有技術(shù)的課題而進行，其目的在于，提供能夠高精度地檢測裂紋等缺陷的渦輪轉(zhuǎn)子盤的葉片槽部的超聲波探傷方法以及裝置。

解決方案

(1)本發(fā)明的至少一實施方式所涉及的渦輪轉(zhuǎn)子盤的葉片槽部的超聲波探傷方法包括：

配置工序，在該配置工序中，將包括分別能夠發(fā)送超聲波的多個振子的相控陣探頭以所述多個振子沿著所述轉(zhuǎn)子盤的周向排列的并列狀態(tài)配置于所述轉(zhuǎn)子盤的端面；

第一收發(fā)工序，在該第一收發(fā)工序中，在以第一發(fā)送模式控制所述多個振子各自的超聲波發(fā)送時期的狀態(tài)下，從處于所述并列狀態(tài)的所述多個振子發(fā)送超聲波，并接收該超聲波的反射波；以及

第二收發(fā)工序，在該第二收發(fā)工序中，在以與所述第一發(fā)送模式不同的第二發(fā)送模式控制所述多個振子各自的超聲波發(fā)送時期的狀態(tài)下，從處于所述并列狀態(tài)的所述多個振子發(fā)送超聲波，并接收該超聲波的反射波。

本申請的發(fā)明人等獲得如下見解：如圖11所示，在使用多個振子110沿著轉(zhuǎn)子盤端面106a的半徑方向(箭頭a方向)并列設(shè)置的相控陣探頭100時，因超聲波的照射方向?qū)е孪嗫仃囂筋^100接收的反射波e的比例降低，從而無法高精度地檢查缺陷。而且，判明該現(xiàn)象在檢查曲面?zhèn)妊b型的葉片槽部時尤為顯著。這是因為，根據(jù)本申請的發(fā)明人等的見解，在曲面?zhèn)妊b型的葉片槽部的情況下，由于葉片槽部從轉(zhuǎn)子盤的軸向偏離而彎曲，因此裂紋等缺陷的產(chǎn)生方向多樣化。

基于這樣的見解，本申請的發(fā)明人等為了提高缺陷的檢查精度，想到使超聲波的照射方向在轉(zhuǎn)子盤的周向上發(fā)生變化。然而，如以往那樣，在將多個振子在轉(zhuǎn)子盤端面的半徑方向上并列地排列配置且僅控制振子的發(fā)送模式時，無法使超聲波的照射方向在轉(zhuǎn)子盤的周向上進行掃描。

關(guān)于該點，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)(1)，將多個振子沿著轉(zhuǎn)子盤端面的周向并列地配置，并以第一發(fā)送模式和第二發(fā)送模式發(fā)送超聲波，由此即便不使相控陣探頭的方向發(fā)生變化，也能夠容易在轉(zhuǎn)子盤端面的周向上變更超聲波的照射方向。

而且，通過在轉(zhuǎn)子盤端面的周向上變更超聲波的照射方向，例如，在第一發(fā)送模式下無法檢測的裂紋等缺陷能夠在第二發(fā)送模式下檢測，反之亦可。

需要說明的是，在本說明書中表現(xiàn)為“沿著X方向”時，除嚴(yán)格意義上沿著X方向的情況以外，也包括沿著與X方向稍微偏離的方向的情況。

(2)在幾個實施方式中，在上述結(jié)構(gòu)(1)的基礎(chǔ)上，

所述多個振子分別具有能夠發(fā)送超聲波的發(fā)送面，

比起所述多個振子的排列方向，所述發(fā)送面在與該排列方向交叉的方向上長，并且，所述發(fā)送面具有在與所述排列方向交叉的方向上中央部凹陷的凹面形狀，以使得從該發(fā)送面發(fā)送出的超聲波收斂于一個焦點。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)(2)，由于從發(fā)送面發(fā)送出的超聲波收斂于一個焦點，因此能夠提高存在于焦點附近的缺陷的檢測精度。

(3)在幾個實施方式中，在上述結(jié)構(gòu)(1)或(2)的基礎(chǔ)上，

所述渦輪轉(zhuǎn)子盤的葉片槽部的超聲波探傷方法還包括半徑方向移動工序，在該半徑方向移動工序中，使所述探頭沿著所述轉(zhuǎn)子盤的半徑方向移動，

在所述半徑方向移動工序之前以及之后，執(zhí)行所述第一收發(fā)工序以及所述第二收發(fā)工序。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)(3)，通過在半徑方向移動工序之前以及之后進行第一收發(fā)工序以及第二收發(fā)工序，即便不改變相控陣探頭的方向，也能夠在大范圍內(nèi)高精度且容易地檢查缺陷。

(4)在幾個實施方式中，在上述結(jié)構(gòu)(1)至(3)中任一項的基礎(chǔ)上，

所述渦輪轉(zhuǎn)子盤的葉片槽部的超聲波探傷方法還包括調(diào)整工序，在該調(diào)整工序中，根據(jù)所述葉片槽部的大小或者形狀，調(diào)整所述相控陣探頭所包含的所述多個振子的數(shù)量。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)(4)，通過根據(jù)轉(zhuǎn)子盤以及葉片槽部的大小以及形狀來調(diào)整振子的數(shù)量，能夠?qū)崿F(xiàn)相控陣探頭的小型化。因此，即便是轉(zhuǎn)子盤間的間隙、葉片槽部的間隔小的渦輪轉(zhuǎn)子，也能夠高精度且容易地檢查缺陷。

(5)在幾個實施方式中，在上述結(jié)構(gòu)(1)至(4)中任一項的基礎(chǔ)上，

所述多個振子分別能夠接收所述超聲波的反射波。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)(5)，由于振子兼作超聲波發(fā)送用振子和超聲波接收用振子，因此能夠以簡單的結(jié)構(gòu)高精度且容易地檢查缺陷。

(6)在幾個實施方式中，在上述結(jié)構(gòu)(1)至(4)中任一項的基礎(chǔ)上，

還具備用于接收所述超聲波的反射波的多個接收用振子。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)(6)，通過將用于發(fā)送超聲波的振子和用于接收超聲波的振子分開設(shè)置，能夠在轉(zhuǎn)子盤的端面附近抑制振子發(fā)送的超聲波(入射波)與反射波的干涉。其結(jié)果是，在轉(zhuǎn)子盤的端面的更靠近表面的區(qū)域中，也能夠高精度且容易地檢查缺陷。

(7)在幾個實施方式中，在上述結(jié)構(gòu)(1)至(6)中任一項的基礎(chǔ)上，

用于將設(shè)于所述渦輪的轉(zhuǎn)子盤的渦輪葉片固定的葉片槽部從所述轉(zhuǎn)子盤的軸向偏離而呈圓弧狀地延伸。

在上述結(jié)構(gòu)(7)中，即便葉片槽部呈圓弧狀延伸且缺陷的產(chǎn)生方向多樣化，通過使超聲波的照射方向發(fā)生變化，也能夠高精度且容易地檢查缺陷。

(8)在本發(fā)明的至少一實施方式所涉及的、上述(1)至(7)中任一項記載的渦輪轉(zhuǎn)子盤的葉片槽部的超聲波探傷方法中使用的、渦輪轉(zhuǎn)子盤的葉片槽部的超聲波探傷裝置具備：

所述相控陣探頭，其包括所述多個振子；以及

探頭支承裝置，其將所述相控陣探頭以所述多個振子在所述轉(zhuǎn)子盤的半徑方向上排列的狀態(tài)進行支承，并且，將所述相控陣探頭支承為能夠沿著所述轉(zhuǎn)子盤的周向移動。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)(8)，利用探頭支承裝置，能夠使相控陣探頭沿著轉(zhuǎn)子盤的半徑方向容易地移動。因此，能夠針對一個葉片槽部在大范圍內(nèi)高精度且容易地檢查缺陷。

(9)在幾個實施方式中，在上述結(jié)構(gòu)(8)的基礎(chǔ)上，

所述渦輪轉(zhuǎn)子盤的葉片槽部的超聲波探傷裝置還具備轉(zhuǎn)子盤支承裝置，該轉(zhuǎn)子盤支承裝置將所述轉(zhuǎn)子盤支承為能夠旋轉(zhuǎn)，

所述探頭支承裝置包括：

能夠行駛的臺車；

搭載于所述臺車且能夠伸縮的支柱；以及

被所述支柱支承為能夠在鉛垂面內(nèi)轉(zhuǎn)動且能夠伸縮的臂，

所述相控陣探頭經(jīng)由所述臂以及支柱而被所述臺車支承。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)(9)，通過轉(zhuǎn)子盤的旋轉(zhuǎn)、臺車的移動、支柱的伸縮、臂的伸縮、以及臂的轉(zhuǎn)動，能夠?qū)⑾嗫仃囂筋^容易地配置于轉(zhuǎn)子盤的端面的任意的位置。因此，能夠針對多個葉片槽部在大范圍內(nèi)高精度且容易地檢查缺陷。

(10)在幾個實施方式中，在上述結(jié)構(gòu)(9)的基礎(chǔ)上，

所述渦輪轉(zhuǎn)子盤的葉片槽部的超聲波探傷裝置還具備：

框體，其設(shè)于所述相控陣探頭與所述臂的前端之間，且將所述相控陣探頭支承為能夠轉(zhuǎn)動；以及

彈性構(gòu)件，其設(shè)于所述框體與所述相控陣探頭之間，且用于朝向所述轉(zhuǎn)子盤的端面按壓所述相控陣探頭。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)(10)，通過利用彈性構(gòu)件朝向轉(zhuǎn)子盤的端面按壓相控陣探頭，能夠使相控陣探頭始終緊貼于端面，從而能夠容易且穩(wěn)定地進行高精度的檢查。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的至少一實施方式，提供能夠高精度地檢測裂紋等缺陷的渦輪轉(zhuǎn)子盤的葉片槽部的超聲波探傷方法以及裝置。

附圖說明

圖1是簡要示出本發(fā)明的一實施方式所涉及的超聲波探傷裝置和轉(zhuǎn)子盤的一部分的主視圖。

圖2是示出所述實施方式中的探傷方法的說明圖。

圖3是示出所述超聲波探傷裝置的相控陣探頭的示意圖。

圖4是本發(fā)明的另一實施方式所涉及的、從圖3中的B方向觀察的示意圖。

圖5是本發(fā)明的又一實施方式所涉及的相控陣探頭的示意圖。

圖6是本發(fā)明的又一實施方式所涉及的相控陣探頭的示意圖。

圖7是圖6中的C向視圖。

圖8是示出超聲波發(fā)送部與超聲波接收部分離的情況下產(chǎn)生死區(qū)的示意圖。

圖9的(A)～(D)是示出使用相控陣探頭的各種掃描法的說明圖。

圖10是示出曲面?zhèn)妊b型的葉片槽部的立體圖。

圖11是示出基于現(xiàn)有的相控陣法的檢查方法的說明圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明的幾個實施方式進行說明。其中，作為實施方式而記載或者附圖所示的構(gòu)成部件的尺寸、材質(zhì)、形狀及其相對的配置等并非意在將本發(fā)明的范圍限定于此，只不過是單純的說明例。

例如，“在某一方向上”、“沿著某一方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同軸”等表示相對或者絕對的配置的表現(xiàn)，嚴(yán)格來說不僅表示上述那樣的配置，還表示在存在公差或者獲得相同功能這一程度的角度、距離時相對位移的狀態(tài)。

例如，“相同”、“相等”以及“均質(zhì)”等表示要件為相同狀態(tài)的表現(xiàn)，嚴(yán)格來說不僅表示相同的狀態(tài)，還表示存在公差、或者獲得相同功能這一程度的差的狀態(tài)。

例如，表示四邊形、圓筒形狀等形狀的表現(xiàn)不僅表示幾何學(xué)上嚴(yán)格意義的四邊形、圓筒形狀等形狀，在獲得相同的效果的范圍內(nèi)，還表示包括凹凸部、倒角部等的形狀。

另一方面，“具備”、“具有”、“包括”、或者“包含”一個構(gòu)成要素這樣的表現(xiàn)并非是去除其他的構(gòu)成要素的存在的排他性表現(xiàn)。

基于圖1～圖3對本發(fā)明的一實施方式進行說明。

圖1示出本實施方式所涉及的超聲波探傷裝置10的結(jié)構(gòu)。相控陣探頭12具有長方體形狀的外形，且被收容于在四邊形的框體14的內(nèi)側(cè)形成的空間，在該狀態(tài)下利用螺栓等固定機構(gòu)而固定于框體14。

框體14具有一體形成的轉(zhuǎn)動軸14a?？蝮w14插入到一邊開放的四邊形的支承框16的內(nèi)部，轉(zhuǎn)動軸14a能轉(zhuǎn)動地嵌合于在支承框16上形成的孔。由此，框體14以轉(zhuǎn)動軸14a為中心而能轉(zhuǎn)動地支承于支承框16。

在面對框體14的支承框16的底邊設(shè)有2個彈簧18。彈簧18附加使框體14以轉(zhuǎn)動軸14a為中心而向一方的方向轉(zhuǎn)動的彈力，即，該方向是在相控陣探頭12配置于轉(zhuǎn)子盤端面106a時、使相控陣探頭12向轉(zhuǎn)子盤端面106a緊貼的方向。

需要說明的是，在圖1中，省略在轉(zhuǎn)子盤106的外周面106b上裝配的渦輪葉片以及葉片槽部的圖示。

支承框架20由一邊開放的四邊形的支承框20a、以及與支承框20a結(jié)合的主軸20b構(gòu)成。支承框16借助螺栓22而固定于支承框20a。

框體14以及支承框16在單面(面對轉(zhuǎn)子盤端面106a的一側(cè)的面)的4角分別具有4個滾珠24。滾珠24轉(zhuǎn)動自如地裝配于框體14或者支承框16。利用滾珠24，框體14以及支承框16能夠以與轉(zhuǎn)子盤106的端面106a接觸的狀態(tài)容易滑動。

探頭支承裝置26包括：具有4個車輪36且能夠向一行駛方向行駛的臺車34；搭載且固定于臺車34的支柱38；以及被支柱38支承為能夠在包括所述行駛方向的鉛垂面內(nèi)轉(zhuǎn)動的臂31。支柱38具有高度調(diào)整部28，高度調(diào)整部28以能夠在高度方向上滑動的方式支承于支柱38。

臂31經(jīng)由軸30而以能夠在一平面內(nèi)轉(zhuǎn)動的方式支承于高度調(diào)整部28。臂31具有掃描位置調(diào)整部32，掃描位置調(diào)整部32將支承框架20的主軸20b支承為能夠在所述平面內(nèi)沿主軸20b的軸向滑動。

超聲波探傷裝置10在配置為所述平面與轉(zhuǎn)子盤端面106a平行時，能夠?qū)⑾嗫仃囂筋^12配置于轉(zhuǎn)子盤端面106a的任意的位置。

相控陣探頭12的發(fā)送超聲波的一側(cè)的面以成為與框體14以及支承框16大致相同的高度的方式固定于框體14。在相控陣探頭12上連接有線纜40。經(jīng)由線纜40而向相控陣探頭12輸入控制信號，并從相控陣探頭12輸出檢測信號。

超聲波探傷裝置10的檢查對象例如是圖10所示的曲面?zhèn)妊b型的葉片槽部108。使超聲波探傷裝置10移動至轉(zhuǎn)子盤106，并將相控陣探頭12配置于轉(zhuǎn)子盤端面106a。此時，軸30配置為與轉(zhuǎn)子盤端面106a正交，由此能夠使臂31轉(zhuǎn)動的平面與轉(zhuǎn)子盤端面106a平行，利用掃描位置調(diào)整部32，能夠使相控陣探頭12向轉(zhuǎn)子盤106的半徑方向移動。

轉(zhuǎn)子盤106被轉(zhuǎn)子盤支承裝置39預(yù)先支承為能夠旋轉(zhuǎn)，并實施半徑方向移動工序，使相控陣探頭12沿著轉(zhuǎn)子盤106的半徑方向移動。

在此期間，在相控陣探頭12配置于轉(zhuǎn)子盤端面106a的狀態(tài)下從相控陣探頭12朝向葉片槽部108發(fā)送超聲波，將被葉片槽部108反射后的反射波由相控陣探頭12接收。通過查驗該反射波的波形，來檢查裂紋等缺陷的有無以及尺寸。

接下來，手動或利用驅(qū)動馬達使渦輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動、再次實施半徑方向移動工序。通過重復(fù)半徑方向移動工序，能夠?qū)ρb配于轉(zhuǎn)子盤外周面106b的整周上的所有的葉片槽部108照射超聲波，從而能夠檢查所有的葉片槽部108。

圖2是示出超聲波探傷裝置10的超聲波發(fā)送區(qū)域的圖，圖3是示出相控陣探頭12的放大圖。

如圖3所示，相控陣探頭12具有多個振子42。振子42具有剖面為四邊形的棒狀，且沿轉(zhuǎn)子盤106的周向(箭頭b方向)排列配置。線纜40向振子42輸送電脈沖，并使振子42激勵。另外，振子42照射的超聲波被葉片槽部108反射，在振子42接收到該反射波時，線纜40將接收到的反射波輸送至處理部(未圖示)。

如圖2所示，從相控陣探頭12以偏斜角A向葉片槽部108照射超聲波。需要說明的是，如圖2所示，將相控陣探頭100的超聲波照射方向或者前后方向相對于轉(zhuǎn)子盤106的半徑方向a的角度定義為偏斜角A。

在此，圖9(A)～(D)示意性地說明基于相控陣法的各種掃描法。相控陣探頭12具有并列地排列的多個振子42，通過控制附加于各振子42的脈沖電壓的時刻，控制每個振子42的激勵時間，從而能夠控制超聲波發(fā)送時期(發(fā)送模式)。由此，能夠自由地改變通過從各振子42發(fā)送的超聲波u的波面合成而形成的合成波面(各超聲波u的包絡(luò)面)s的照射方向、以及連結(jié)合成波面s的線焦點f1、點焦點f2的焦點距離。

各振子42相互的激勵時刻被控制為，能夠?qū)崿F(xiàn)例如圖9(B)以及(C)所示的掃描。例如，圖9(B)所示的發(fā)送模式在第一收發(fā)工序中被采用，圖9(C)所示的發(fā)送模式在第二收發(fā)工序中被采用。

由此，不僅能夠使從各振子42發(fā)送的超聲波的照射方向在由偏斜角A規(guī)定的方向上發(fā)生變化，還能夠在轉(zhuǎn)子盤106的周向b上發(fā)生變化。因此，能夠使超聲波的掃描范圍t呈扇形狀地在大范圍內(nèi)擴展。需要說明的是，發(fā)送模式不局限于第一發(fā)送模式以及第二發(fā)送模式。例如，能夠采用多個發(fā)送模式而對超聲波的照射方向進行電掃描且連續(xù)地掃描，從而能夠細(xì)致地分析掃描范圍t。

根據(jù)本實施方式，通過將多個振子42沿著轉(zhuǎn)子盤端面106a的周向b并列地配置，并以第一發(fā)送模式和第二發(fā)送模式發(fā)送超聲波，即便不使相控陣探頭12的方向發(fā)生變化，也能夠在轉(zhuǎn)子盤端面106a的周向b上容易地變更超聲波的照射方向。

而且，通過在轉(zhuǎn)子盤端面106a的周向b上變更超聲波的照射方向，例如，能夠?qū)⒃诘谝话l(fā)送模式下無法檢測的裂紋等缺陷在第二發(fā)送模式下進行檢測，反之亦可。

因此，即便葉片槽部108為與側(cè)裝型相比缺陷向復(fù)雜多分支的方向形成的曲面?zhèn)妊b型，也能夠在大范圍內(nèi)高精度地檢測缺陷。

另外，通過在半徑方向移動工序之前以及之后進行第一收發(fā)工序以及第二收發(fā)工序，即便不改變相控陣探頭12的方向，也能夠在大范圍內(nèi)高精度且容易地檢查缺陷。

另外，通過使振子42兼作超聲波發(fā)送用振子和超聲波接收用振子，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)高精度且容易地檢查缺陷。

另外，超聲波探傷裝置10具有轉(zhuǎn)子盤支承裝置39，能夠使相控陣探頭12沿著轉(zhuǎn)子盤106的半徑方向容易地移動。因此，能夠?qū)σ粋€葉片槽部108在大范圍內(nèi)高精度且容易地檢查缺陷。

另外，通過轉(zhuǎn)子盤106的旋轉(zhuǎn)、臺車34的移動、支柱38的伸縮、臂31的伸縮、以及臂31的轉(zhuǎn)動，能夠?qū)⑾嗫仃囂筋^12容易地配置于轉(zhuǎn)子盤端面106a的任意的位置。因此，能夠?qū)Χ鄠€葉片槽部108在大范圍內(nèi)高精度且容易地檢查缺陷。

另外，由于能夠利用彈簧18的彈力將相控陣探頭12緊貼于轉(zhuǎn)子盤端面106a，因此能夠進一步提高缺陷的檢測精度。

圖4是從圖3中的B方向觀察幾個實施方式所涉及的振子42的圖。在幾個實施方式中，比起振子42的排列方向，各振子42的超聲波發(fā)送面44在與該排列方向交叉的方向長，并且，在具有與所述排列方向交叉的方向上中央部相對于葉片槽部108凹陷的凹面形狀，以使得從超聲波發(fā)送面44發(fā)送的超聲波收斂于一個焦點。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于從各振子42的超聲波發(fā)送面44發(fā)送的超聲波u的合成波面s收斂于一個焦點，因此能夠提高存在于焦點附近的缺陷的檢測精度。

需要說明的是，在幾個實施方式中，在相控陣探頭12中，以各振子42的長度方向相對于轉(zhuǎn)子盤端面106a傾斜的狀態(tài)配置有各振子42，以使得超聲波傾斜射入轉(zhuǎn)子盤端面106a。

圖5簡要示出應(yīng)用于小型的渦輪轉(zhuǎn)子的本發(fā)明的另一實施方式所涉及的相控陣探頭12。在本實施方式中，由于轉(zhuǎn)子盤106以及葉片槽部108小型化，因此相控陣探頭12也小型化，振子42的數(shù)量與上述實施方式相比減半。例如，上述實施方式的振子42的數(shù)量為32個，與此相對地，在本實施方式中配置16個振子42。

這樣，通過根據(jù)轉(zhuǎn)子盤106以及葉片槽部108的大小以及形狀而調(diào)整振子42的數(shù)量，能夠?qū)崿F(xiàn)相控陣探頭12的小型化。因此，即便是轉(zhuǎn)子盤間的間隙、葉片槽部的間隔小的渦輪轉(zhuǎn)子，也能夠高精度且容易地檢查。

接下來，基于圖6～圖8對本發(fā)明的又一實施方式進行說明。如圖6以及圖7所示，本實施方式中，將分別由振子42構(gòu)成的超聲波發(fā)送部46和超聲波接收部48分開構(gòu)成。超聲波發(fā)送部46和超聲波接收部48在相控陣探頭12的內(nèi)部配置于不同的位置。超聲波發(fā)送部46的發(fā)送面和超聲波接收部48的接收面在彼此相對的方向上傾斜。

利用超聲波發(fā)送部46將超聲波u朝向葉片槽部108發(fā)送，并將從葉片槽部108反射后的反射波e由超聲波接收部48接收，通過查驗反射波e的波形等，來檢測缺陷的有無以及尺寸。其他結(jié)構(gòu)與所述實施方式相同。

如圖8所示，當(dāng)超聲波發(fā)送部46和超聲波接收部48由相同的振子構(gòu)成時，入射波與反射波發(fā)生干涉，面朝轉(zhuǎn)子盤端面106a的表面而發(fā)現(xiàn)死區(qū)n。

在本實施方式中，通過將超聲波發(fā)送部46和超聲波接收部48分開設(shè)置，能夠在轉(zhuǎn)子盤端面106a附近抑制振子42發(fā)送的超聲波(入射波)與反射波的干涉。其結(jié)果是，能夠減少在轉(zhuǎn)子盤端面106a的表面發(fā)現(xiàn)的死區(qū)n，在轉(zhuǎn)子盤端面106a的更靠近表面的區(qū)域內(nèi)，也能夠高精度且容易地檢查缺陷。

在幾個實施方式中，超聲波發(fā)送部46和超聲波接收部48在相控陣探頭12的寬度方向上排列，超聲波發(fā)送部46的多個振子以及超聲波接收部48也在相控陣探頭12的寬度方向上排列。而且，超聲波發(fā)送部46的多個振子的發(fā)送面以及超聲波接收部48的振子的接收面相對于轉(zhuǎn)子盤的端面傾斜，具體地說，以發(fā)送面的法線和振子的法線在轉(zhuǎn)子盤側(cè)相交的方式傾斜。

本發(fā)明并不局限于上述的實施方式，還包括對上述的實施方式加以變更的方式、以及適宜地組合這些實施方式而得到的方式。

工業(yè)實用性

根據(jù)本發(fā)明的至少一實施方式，能夠?qū)τ糜诠潭ㄔ跍u輪的轉(zhuǎn)子盤上設(shè)置的渦輪動葉的葉片槽部高精度且容易地檢查裂紋等缺陷。

附圖標(biāo)記說明：

10 超聲波探傷裝置；

12、100 相控陣探頭；

14 框體；

14a 轉(zhuǎn)動軸；

16 支承框；

18 彈簧；

20 支承框架；

20a 支承框；

20b 主軸；

22 螺栓；

24 滾珠；

26 探頭支承裝置；

28 高度調(diào)整部；

30 軸；

31 臂；

32 掃描位置調(diào)整部；

34 臺車；

36 車輪；

38 支柱；

40 線纜；

42、110 振子；

44 超聲波發(fā)送面；

46 超聲波發(fā)送部；

48 超聲波接收部；

102 渦輪葉片；

104 葉片根部；

106 轉(zhuǎn)子盤；

106a 端面；

106b 外周面；

108 葉片槽部；

A 偏斜角；

c 裂紋；

e 反射波；

n 死區(qū)；

s 合成波面；

t 掃描范圍；

u 超聲波。

權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)

1.(修改后)一種渦輪轉(zhuǎn)子盤的葉片槽部的超聲波探傷方法，其通過相控陣法來檢查用于將設(shè)于渦輪的轉(zhuǎn)子盤上的渦輪葉片固定的葉片槽部，

其特征在于，

所述渦輪轉(zhuǎn)子盤的葉片槽部的超聲波探傷方法包括：

配置工序，在該配置工序中，將包括分別能夠發(fā)送超聲波的多個振子的相控陣探頭以所述多個振子沿著所述轉(zhuǎn)子盤的周向排列的并列狀態(tài)配置于所述轉(zhuǎn)子盤的端面；

第一收發(fā)工序，在該第一收發(fā)工序中，在以第一發(fā)送模式控制所述多個振子各自的超聲波發(fā)送時期的狀態(tài)下，從處于所述并列狀態(tài)的所述多個振子發(fā)送超聲波，并接收該超聲波的反射波；以及

第二收發(fā)工序，在該第二收發(fā)工序中，在以與所述第一發(fā)送模式不同的第二發(fā)送模式控制所述多個振子各自的超聲波發(fā)送時期的狀態(tài)下，從處于所述并列狀態(tài)的所述多個振子發(fā)送超聲波，并接收該超聲波的反射波，

用于將設(shè)于所述渦輪的轉(zhuǎn)子盤上的渦輪葉片固定的葉片槽部從所述轉(zhuǎn)子盤的軸向偏離而呈圓弧狀地延伸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪轉(zhuǎn)子盤的葉片槽部的超聲波探傷方法，其特征在于，

所述多個振子分別具有能夠發(fā)送超聲波的發(fā)送面，

比起所述多個振子的排列方向，所述發(fā)送面在與該排列方向交叉的方向上長，并且，所述發(fā)送面具有在與所述排列方向交叉的方向上中央部凹陷的凹面形狀，以使得從該發(fā)送面發(fā)送出的超聲波收斂于一個焦點。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的渦輪轉(zhuǎn)子盤的葉片槽部的超聲波探傷方法，其特征在于，

所述渦輪轉(zhuǎn)子盤的葉片槽部的超聲波探傷方法還包括半徑方向移動工序，在該半徑方向移動工序中，使所述探頭沿著所述轉(zhuǎn)子盤的半徑方向移動，

在所述半徑方向移動工序之前以及之后，執(zhí)行所述第一收發(fā)工序以及所述第二收發(fā)工序。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的渦輪轉(zhuǎn)子盤的葉片槽部的超聲波探傷方法，其特征在于，

所述渦輪轉(zhuǎn)子盤的葉片槽部的超聲波探傷方法還包括調(diào)整工序，在該調(diào)整工序中，根據(jù)所述葉片槽部的大小或者形狀，調(diào)整所述相控陣探頭所包含的所述多個振子的數(shù)量。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的渦輪轉(zhuǎn)子盤的葉片槽部的超聲波探傷方法，其特征在于，

所述多個振子分別能夠接收所述超聲波的反射波。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的渦輪轉(zhuǎn)子盤的葉片槽部的超聲波探傷方法，其特征在于，

還具備用于接收所述超聲波的反射波的多個接收用振子。

7.(刪除)

8.(修改后)一種渦輪轉(zhuǎn)子盤的葉片槽部的超聲波探傷裝置，其在權(quán)利要求1至6中任一項所述的渦輪轉(zhuǎn)子盤的葉片槽部的超聲波探傷方法中使用，

其特征在于，

所述渦輪轉(zhuǎn)子盤的葉片槽部的超聲波探傷裝置具備：

所述相控陣探頭，其包括所述多個振子；以及

探頭支承裝置，其將所述相控陣探頭以所述多個振子在所述轉(zhuǎn)子盤的半徑方向上排列的狀態(tài)進行支承，并且，將所述相控陣探頭支承為能夠沿著所述轉(zhuǎn)子盤的周向移動。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的渦輪轉(zhuǎn)子盤的葉片槽部的超聲波探傷裝置，其特征在于，

所述渦輪轉(zhuǎn)子盤的葉片槽部的超聲波探傷裝置還具備轉(zhuǎn)子盤支承裝置，該轉(zhuǎn)子盤支承裝置將所述轉(zhuǎn)子盤支承為能夠旋轉(zhuǎn)，

所述探頭支承裝置包括：

能夠行駛的臺車；

搭載于所述臺車且能夠伸縮的支柱；以及

被所述支柱支承為能夠在鉛垂面內(nèi)轉(zhuǎn)動且能夠伸縮的臂，

所述相控陣探頭經(jīng)由所述臂以及支柱而被所述臺車支承。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的渦輪轉(zhuǎn)子盤的葉片槽部的超聲波探傷裝置，其特征在于，

所述渦輪轉(zhuǎn)子盤的葉片槽部的超聲波探傷裝置還具備：

框體，其設(shè)于所述相控陣探頭與所述臂的前端之間，且將所述相控陣探頭支承為能夠轉(zhuǎn)動；以及

彈性構(gòu)件，其設(shè)于所述框體與所述相控陣探頭之間，且用于朝向所述轉(zhuǎn)子盤的端面按壓所述相控陣探頭。