JP2021162497A

JP2021162497A - Ultrasonic flaw detection apparatus

Info

Publication number: JP2021162497A
Application number: JP2020065713A
Authority: JP
Inventors: 暁植田; Akira Ueda; 克巳丸山; Katsumi Maruyama; 浩司大田; Koji Ota; 貴史杉村; Takashi Sugimura
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Energy Systems and Solutions Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Energy Systems and Solutions Corp
Priority date: 2020-04-01
Filing date: 2020-04-01
Publication date: 2021-10-11

Abstract

To efficiently and accurately perform flaw detection of a joint part after a joining operation of an object.SOLUTION: An ultrasonic flaw detection apparatus comprises: a plurality of oblique angle vibrators 1, 1, ... that transmits an ultrasonic wave which obliquely propagates from a surface contacted with an inspected part, and that receives a reflection wave thereof to detect an internal defect of the inspected part; and a vertical vibrator 2 that transmits an ultrasonic wave which propagates in a vertical direction relative to the surface contacted with the inspected part, and that receives a reflection wave thereof to detect a contact condition with the inspected part, for the same surface contacted with the inspected part.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明の実施形態は、超音波探傷装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to ultrasonic flaw detectors.

火力、原子力向けのタービン発電機の回転子コイルの接合部に接合不良がある状態で当該発電機を稼働させると、発電機に重大な損傷が発生し、発電停止となる危険性がある。発電機の回転子においては、積層状に組み立てられるコイルの１層毎に接合部があり、回転子１台当たり３５０〜５００箇所程度の接合部を有することになる。それら接合部の全箇所に対して健全性を確認し、定量的な品質管理を行なうことが求められている。 If the generator is operated with a poor connection at the joint of the rotor coil of a turbine generator for thermal power or nuclear power, there is a risk that the generator will be seriously damaged and power generation will be stopped. In the rotor of a generator, each layer of coils assembled in a laminated manner has joints, and each rotor has about 350 to 500 joints. It is required to confirm the soundness of all the joints and perform quantitative quality control.

そして、前記接合部の健全性を確認する具体的な手段として、超音波探傷試験による欠陥の検証が有効であると考えられている。（例えば、非特許文献１） Then, as a specific means for confirming the soundness of the joint, it is considered that verification of defects by an ultrasonic flaw detection test is effective. (For example, Non-Patent Document 1)

富士時報、Vol.80、No.3、P.223-P.226、2007「発電機ロータコイルろう付け部の非破壊診断技術」、岡本浩一、富士電機株式会社、2007。Fuji Jiho, Vol.80, No.3, P.223-P.226, 2007 "Non-destructive diagnostic technology for brazed parts of generator rotor coils", Koichi Okamoto, Fuji Electric Co., Ltd., 2007.

しかしながら、回転子コイルの接合部およびその近傍の特徴として、曲率を有した形状を有している。また、積層状に組み立てるコイル１層毎に接合部に対して超音波探傷の検査員が手動で試験を実施し、合否を判定することは、手間が煩雑で作業工程に大きな遅れをもたらす要因となる。 However, as a feature of the joint portion of the rotor coil and its vicinity, it has a shape having a curvature. In addition, it is troublesome for an ultrasonic flaw detection inspector to manually inspect the joint for each layer of coils assembled in a laminated manner and judge pass / fail, which is a factor that causes a large delay in the work process. Become.

そのため、コイル接合部の形状に対して十分な精度での探傷が可能であり、かつ接合作業から短時間のうちに探傷すること可能な超音波探傷方法が模索されていた。 Therefore, an ultrasonic flaw detection method has been sought that can detect flaws with sufficient accuracy for the shape of the coil joint and can detect flaws within a short time from the joining work.

そこで、目的は、曲面形状を有する対象物での接合作業後に当該接合部の探傷を正確かつ効率的に実施することが可能な超音波探傷装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an ultrasonic flaw detector capable of accurately and efficiently performing flaw detection of the joint portion after joining work on an object having a curved surface shape.

本実施形態の超音波探傷装置は、被検査部の接触される面から斜めに伝播する超音波を発信し、その反射波を受信して前記被検査部の内部欠陥を検出する、複数の斜角振動子と、前記被検査部の接触される面に対して垂直な方向に伝播する超音波を発信し、その反射波を受信して前記被検査部への接触状態を検出する、少なくとも１つの垂直振動子と、を前記被検査部と接触する同一面に備える。 The ultrasonic flaw detector of the present embodiment emits ultrasonic waves that propagate obliquely from the contact surface of the inspected portion, receives the reflected waves, and detects internal defects in the inspected portion. At least one that emits ultrasonic waves propagating in a direction perpendicular to the contact surface between the angular vibrator and the inspected portion and receives the reflected waves to detect the contact state with the inspected portion. The two vertical vibrators are provided on the same surface in contact with the portion to be inspected.

実施形態に係る回転子コイルの接合と探傷とを実施する部分の構成を示す斜視図。The perspective view which shows the structure of the part which performs the joining and the flaw detection of the rotor coil which concerns on embodiment. 実施形態に係る複合探触子内に配置される主として複数の斜角振動子と垂直振動子の構成を示す四面図。A four-view view showing the configuration of a plurality of bevel oscillators and a vertical oscillator mainly arranged in the composite probe according to the embodiment. 実施形態に係る超音波探傷装置を組み込んだ接合装置全体の機能構成を示すブロック図。The block diagram which shows the functional structure of the whole joining apparatus which incorporated the ultrasonic flaw detection apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る超音波探傷の実施前に試験片を用いた事前設定の状況を例示する図。The figure which exemplifies the situation of the preset setting using the test piece before the implementation of the ultrasonic flaw detection according to the embodiment. 実施形態に係るモニタ部で表示される、垂直振動子と斜角振動子（１）〜（５）で得られる反射エコー波形を例示する図。The figure which illustrates the reflected echo waveform obtained by the vertical oscillator and the oblique oscillator (1) to (5) displayed by the monitor unit which concerns on embodiment. 実施形態に係る接合部を有する回転子コイルの探傷面上に複合探触子を設置して探傷を実施する過程を示す図。The figure which shows the process of performing the flaw detection by installing the composite probe on the flaw detection surface of the rotor coil which has the joint part which concerns on embodiment. 実施形態に係る１箇所の接合と欠陥探傷の一連の処理内容を示すフローチャート。A flowchart showing a series of processing contents of joining at one place and defect detection according to the embodiment. 実施形態に係るモニタ部に探傷結果として表示される画面を例示する図。The figure which illustrates the screen which is displayed as the flaw detection result in the monitor part which concerns on embodiment.

以下図面を参照して、実施形態の詳細を説明する。本実施形態では、タービン発電機の回転子コイルの接合を行なう接合装置の一部として組み込まれ、接合部の内部欠陥を探傷する超音波探傷装置に適用した場合について説明する。 The details of the embodiment will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, a case where it is incorporated as a part of a joining device for joining the rotor coil of a turbine generator and applied to an ultrasonic flaw detecting device for detecting an internal defect of the joint portion will be described.

［構成］
図１は、回転子コイルの接合と探傷とを実施する部分の構成を示している。図１（Ａ）は、接合ホルダ１４Ａのここでは図示しない底面側に配設されている誘導加熱コイル１２を、接合対象である回転子コイル６に接触させ、接合部７をろう付けにより接合している状態を示す。図１（Ｂ）は、接合後の接合部７に対して、探傷ホルダ１４Ｂの底面側に構成した複合探触子５を接触させて、接合部７における内部欠陥を検出している状態を示す。 [composition]
FIG. 1 shows the configuration of a portion where joining and flaw detection of the rotor coil are performed. In FIG. 1A, an induction heating coil 12 arranged on the bottom surface side of the joining holder 14A (not shown here) is brought into contact with the rotor coil 6 to be joined, and the joining portion 7 is joined by brazing. Indicates the state of FIG. 1B shows a state in which an internal defect in the joint portion 7 is detected by bringing the composite probe 5 configured on the bottom surface side of the flaw detection holder 14B into contact with the joint portion 7 after the joint. ..

探傷ホルダ１４Ｂには非接触温度計１３が備えられ、直下に位置する接合部７の放射温度を非接触で測定している。複合探触子５の内部には、後述する複数の斜角振動子１，１，…が配置され、接合部７から離れた位置から、回転子コイル６内を斜めに伝播する超音波の発信とその反射波の受信とにより、接合部７での欠陥を検出する。 The flaw detection holder 14B is provided with a non-contact thermometer 13 and measures the radiation temperature of the joint portion 7 located directly below the flaw detection holder 14B in a non-contact manner. A plurality of oblique oscillators 1, 1, ... And the reception of the reflected wave, the defect at the junction 7 is detected.

図２は、複合探触子５内に配置される主として複数の斜角振動子１，１，…と垂直振動子２の構成を示す四面図である。図２（Ａ）は複合探触子５の上面図、図２（Ｂ）は同正面図、図２（Ｃ）は同側面図、図２（Ｄ）は同背面図である。複合探触子５は、直方体状の探触子本体内の底面側に複数、例えば５つの斜角振動子１，１，…と１つの垂直振動子２とを配置している。さらに、同底面下側にアクリル材３、シリコン剤シート４を貼付して一体に形成される。 FIG. 2 is a four-view view showing the configuration of a plurality of bevel oscillators 1, 1, ... And the vertical oscillator 2 mainly arranged in the composite probe 5. 2 (A) is a top view of the composite probe 5, FIG. 2 (B) is a front view, FIG. 2 (C) is a side view, and FIG. 2 (D) is a rear view. The composite probe 5 has a plurality of, for example, five bevel oscillators 1, 1, ... And one vertical oscillator 2 arranged on the bottom surface side in the rectangular parallelepiped probe main body. Further, the acrylic material 3 and the silicon agent sheet 4 are attached to the lower side of the bottom surface to be integrally formed.

図中に矢印IIで示す方向が、超音波探傷ホルダ１４Ｂおよび複合探触子５の位置の微調整を行なう方向であり、図１における回転子コイル６の長手方向に相当する。複合探触子５を、回転子コイル６に沿って接合部７に対して位置の微調整を行ない、適切な位置に設置した上で、接合部７内部の欠陥を検出する。 The direction indicated by the arrow II in the figure is the direction in which the positions of the ultrasonic flaw detector 14B and the composite probe 5 are finely adjusted, and corresponds to the longitudinal direction of the rotor coil 6 in FIG. The composite probe 5 is finely adjusted in position with respect to the joint portion 7 along the rotor coil 6 and installed at an appropriate position, and then a defect inside the joint portion 7 is detected.

斜角振動子１，１，…は、図中の位置調整方向IIと直交する複合探触子５の幅方向に一列に配置される。斜角振動子１，１，…の個数は、被検査部である回転子コイル６の幅寸法によって定まる。複合探触子５を決まった位置に押し当てることで、接合部７の幅方向全域での欠陥検出が可能となる。 The bevel oscillators 1, 1, ... Are arranged in a row in the width direction of the composite probe 5 orthogonal to the position adjustment direction II in the drawing. The number of oblique oscillators 1, 1, ... Is determined by the width dimension of the rotor coil 6 which is the part to be inspected. By pressing the composite probe 5 to a fixed position, it is possible to detect defects in the entire width direction of the joint portion 7.

一方の垂直振動子２は、複合探触子５の底面を回転子コイル６に押し当てる場合の接触状態を確認するためのもので、例えば複合探触子５の幅方向の中央に配置する。 On the other hand, the vertical oscillator 2 is for confirming the contact state when the bottom surface of the composite probe 5 is pressed against the rotor coil 6, and is arranged at the center of the composite probe 5 in the width direction, for example.

シリコン剤シート４は、斜角振動子１，１，…および垂直振動子２による超音波伝搬のための接触媒質として用いる。シリコン剤シート４を使用することで、曲率を有する被検査物である回転子コイル６の表面に対し、複合探触子５の底面全面に渡って柔軟に密着させることができる。 The silicon agent sheet 4 is used as a contact medium for ultrasonic propagation by the bevel oscillators 1, 1, ... And the vertical oscillator 2. By using the silicon agent sheet 4, the surface of the rotor coil 6 which is an object to be inspected having a curvature can be flexibly adhered to the entire bottom surface of the composite probe 5.

図３は、本実施形態に係る超音波探傷装置を組み込んだ接合装置全体の機能構成を示すブロック図である。コンピュータのプロセッサ、メモリおよび入出力インタフェイスを含む機能を有する情報処理部１８に対して、接合ホルダ駆動部１５Ａ、探傷ホルダ駆動部１５Ｂ、接合駆動部１６、超音波発信・受信部１７、モニタ部１９、操作部２０、記憶部２１が接続される。 FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of the entire joining device incorporating the ultrasonic flaw detector according to the present embodiment. For the information processing unit 18 having functions including a computer processor, memory, and input / output interface, a junction holder drive unit 15A, a flaw detection holder drive unit 15B, a junction drive unit 16, an ultrasonic transmission / reception unit 17, and a monitor unit. 19, the operation unit 20, and the storage unit 21 are connected.

接合ホルダ駆動部１５Ａは、電動機を含む機構から構成されており、接合ホルダ１４Ａの水平方向および上下方向の位置を、情報処理部１８の制御に基づいて調整する。接合駆動部１６は、接合ホルダ１４Ａに備えられる誘導加熱コイル１２に与える高周波パルスの電力および周波数を調整して、誘導加熱コイル１２を加熱させる。 The joint holder drive unit 15A is composed of a mechanism including an electric motor, and adjusts the horizontal and vertical positions of the joint holder 14A based on the control of the information processing unit 18. The joining drive unit 16 adjusts the power and frequency of the high frequency pulse applied to the induction heating coil 12 provided in the joining holder 14A to heat the induction heating coil 12.

探傷ホルダ駆動部１５Ｂは、電動機を含む機構から構成されており、探傷ホルダ１４Ｂの水平方向および上下方向の位置を、情報処理部１８の制御に基づいて調整する。超音波発信・受信部１７は、探傷ホルダ１４Ｂに備えられる複合探触子５の斜角振動子１，１，…および垂直振動子２に対して、それぞれ超音波を発信させ、それらの反射波の受信信号に定量化する処理を施した上で情報処理部１８へ出力する。 The flaw detection holder drive unit 15B is composed of a mechanism including an electric motor, and adjusts the horizontal and vertical positions of the flaw detection holder 14B based on the control of the information processing unit 18. The ultrasonic wave transmitting / receiving unit 17 transmits ultrasonic waves to the oblique oscillators 1, 1, ... And the vertical oscillators 2 of the composite probe 5 provided in the flaw detection holder 14B, respectively, and the reflected waves thereof. After performing a process of quantifying the received signal of, the signal is output to the information processing unit 18.

情報処理部１８は、操作部２０からの操作による、超音波探傷実施前に垂直振動子２、斜角振動子１，１，…に対する感度校正、回転子コイル６の識別番号やサイズ、積層数、スロット数などの入力を受け付けて記憶部２１に記憶させる他、超音波探傷実施中には前述した接合ホルダ駆動部１５Ａ、探傷ホルダ駆動部１５Ｂ、接合駆動部１６、超音波発信・受信部１７それぞれの動作制御を実行する。 The information processing unit 18 is operated by the operation unit 20 to calibrate the sensitivities of the vertical oscillator 2 and the oblique oscillators 1, 1, ... In addition to receiving inputs such as the number of slots and storing them in the storage unit 21, the above-mentioned joint holder drive unit 15A, flaw detection holder drive unit 15B, joint drive unit 16, and ultrasonic wave transmission / reception unit 17 are being performed during ultrasonic flaw detection. Execute each operation control.

モニタ部１９は、実施中の被検査物である回転子コイル６の識別情報や接合部７の温度の測定結果、垂直振動子２による接触状態の確認結果、斜角振動子１，１，…による探傷結果などの各情報を表示する。またモニタ部１９では、実際の検査測定の前に、回転子コイル６への複合探触子５の設置位置を決定する際、垂直振動子２および斜角振動子１，１，…で得られる超音波の反射エコー波形を適宜一覧表示する。 The monitoring unit 19 includes identification information of the rotor coil 6 which is an object to be inspected, a measurement result of the temperature of the joint portion 7, a confirmation result of a contact state by the vertical oscillator 2, an oblique oscillators 1, 1, ... Each information such as the result of flaw detection by is displayed. Further, in the monitor unit 19, when determining the installation position of the composite probe 5 on the rotor coil 6 before the actual inspection measurement, the vertical vibrator 2 and the oblique vibrators 1, 1, ... Are obtained. List the reflected echo waveforms of ultrasonic waves as appropriate.

操作部２０は、接合ホルダ駆動部１５Ａによる接合ホルダ１４Ａの位置調整、探傷ホルダ駆動部１５Ｂによる探傷ホルダ１４Ｂの位置調整、接合駆動部１６による誘導加熱コイル１２の加熱温度、複合探触子５での超音波探傷の感度調整などを指示、操作する。
記憶部２１は、情報処理部１８の記憶媒体として機能し、回転子コイル６の接合部７毎の識別情報や測定の結果などを記憶する。 The operation unit 20 uses the joint holder drive unit 15A to adjust the position of the joint holder 14A, the flaw detection holder drive unit 15B to adjust the position of the flaw detection holder 14B, the joint drive unit 16 to heat the induction heating coil 12, and the composite probe 5. Instruct and operate the sensitivity adjustment of ultrasonic flaw detection.
The storage unit 21 functions as a storage medium for the information processing unit 18 and stores identification information and measurement results for each joint portion 7 of the rotor coil 6.

［動作］
次に本実施形態の動作について説明する。
まず、図４および図５を用いて、実際に回転子コイル６の接合部７に対する超音波探傷を実行する前の、複合探触子５の探傷時における設置位置の決定と、検出感度の校正について説明する。 [motion]
Next, the operation of this embodiment will be described.
First, using FIGS. 4 and 5, the installation position of the composite probe 5 at the time of flaw detection and the calibration of the detection sensitivity before actually performing ultrasonic flaw detection on the joint portion 7 of the rotor coil 6 are determined. Will be described.

図４は、回転子コイル６に対する超音波探傷を実施するに当たって、試験片１０を用いた事前設定を行なう場合を例示している。試験片１０は、その後に超音波探傷を行なう回転子コイル６を模して、サイズなどが一致するように予め用意されたものであり、発生し得る形状の人工欠陥１１が接合部７に対して形成されている。 FIG. 4 illustrates a case where the test piece 10 is used for pre-setting in performing ultrasonic flaw detection on the rotor coil 6. The test piece 10 is prepared in advance so as to match the size and the like, imitating the rotor coil 6 that subsequently performs ultrasonic flaw detection, and the artificial defect 11 having a shape that can occur is formed on the joint portion 7. Is formed.

試験片１０上で、ここでは図示しない非接触温度計１３が接合部７のほぼ直上に位置し、かつ斜角振動子１，１，…からの出力信号に基づくモニタ部１９での反射エコー波形の波高値が最も高くなる数値となるように複合探触子５を設置し、そのときの接合部７から複合探触子５までの水平方向の距離ｘを記憶部２１に記録する。 On the test piece 10, a non-contact thermometer 13 (not shown here) is located substantially directly above the joint portion 7, and the reflected echo waveform in the monitor unit 19 based on the output signals from the oblique oscillators 1, 1, ... The composite probe 5 is installed so that the peak value of is the highest value, and the horizontal distance x from the joint portion 7 to the composite probe 5 at that time is recorded in the storage unit 21.

図５は、この試験片１０を用いた際に事前設定時にモニタ部１９で表示される、垂直振動子２と斜角振動子１，１，…（斜角振動子（１）〜（５））で得られる反射エコー波形を例示する図である。図示するように計６つの反射エコー波形をモニタ部１９の画面上に一覧表示している。縦軸がエコーの波高を、横軸が斜角振動子１，１，…または垂直振動子２からの距離を示している。反射エコーの波高が最大となる距離地点が距離範囲に入るように、ゲート位置（Ｇ−Ｖ，Ｇ−Ｄ１〜Ｇ−Ｄ５）として縦軸のエコーの波高範囲および横軸の距離範囲を操作部２０で調整して設定する。 FIG. 5 shows the vertical oscillator 2 and the bevel oscillators 1, 1, ... (Bevel oscillators (1) to (5)) displayed on the monitor unit 19 at the time of presetting when the test piece 10 is used. It is a figure which illustrates the reflected echo waveform obtained by). As shown in the figure, a total of six reflected echo waveforms are listed on the screen of the monitor unit 19. The vertical axis represents the wave height of the echo, and the horizontal axis represents the distance from the bevel oscillators 1, 1, ... Or the vertical oscillator 2. The operation unit uses the echo wave height range on the vertical axis and the distance range on the horizontal axis as the gate positions (GV, G-D1 to G-D5) so that the distance point where the wave height of the reflected echo is maximized falls within the distance range. Adjust and set at 20.

垂直振動子２については、斜角振動子１，１，…の感度調整時に複合探触子５を試験片１０に押し付ける際と同等の強さで押し付けて、底面からの反射エコーが任意の波高となるように感度を調整して、そのエコーの波高値をゲートに設定する。 For the vertical oscillator 2, when adjusting the sensitivity of the bevel oscillators 1, 1, ..., The composite probe 5 is pressed with the same strength as when it is pressed against the test piece 10, and the reflected echo from the bottom surface has an arbitrary wave height. Adjust the sensitivity so that the peak value of the echo is set at the gate.

これらの調整設定により、垂直振動子２による複合探触子５の試験片１０への密着度の確認、すなわち設定したゲート以上となる底面からの反射エコーの高さの確認ができた時点で、あらためて距離ｘとなる適正位置での斜角振動子１，１，…による欠陥探傷が可能となる。 With these adjustment settings, when the degree of adhesion of the composite probe 5 to the test piece 10 by the vertical vibrator 2 can be confirmed, that is, the height of the reflected echo from the bottom surface above the set gate can be confirmed. Defect detection can be performed again by the oblique oscillators 1, 1, ... At an appropriate position where the distance x is obtained.

次に、実際に被検査部である回転子コイル６の接合部７の欠陥探傷を行なう場合の動作について説明する。
図６は、接合部７を有する回転子コイル６の探傷面上に複合探触子５を設置して探傷を実施する過程を示す図である。図６（Ａ）は側面図、図６（Ｂ）は上面図である。前述した事前設定で取得し、記録した距離ｘに基づいて、複合探触子５を回転子コイル６に設置する。 Next, the operation when the defect detection of the joint portion 7 of the rotor coil 6 which is the inspected portion is actually performed will be described.
FIG. 6 is a diagram showing a process of performing flaw detection by installing the composite probe 5 on the flaw detection surface of the rotor coil 6 having the joint portion 7. 6 (A) is a side view and FIG. 6 (B) is a top view. The composite probe 5 is installed in the rotor coil 6 based on the distance x acquired and recorded by the preset setting described above.

垂直振動子２が発信する垂直超音波８は、回転子コイル６の上面から垂直に入射されて回転子コイル６内を厚さ方向に伝搬し、回転子コイル６の底面で反射された後に、再び回転子コイル６内を厚さ方向に伝搬し、垂直振動子２で受信される。 The vertical ultrasonic wave 8 transmitted by the vertical transducer 2 is vertically incident from the upper surface of the rotor coil 6, propagates in the rotor coil 6 in the thickness direction, is reflected by the bottom surface of the rotor coil 6, and then is reflected. It propagates in the rotor coil 6 again in the thickness direction and is received by the vertical transducer 2.

一方、斜角振動子１，１，…が発信する斜角超音波９は、回転子コイル６の上面に対して斜めに入射されて回転子コイル６内を斜めに伝搬し、接合部７で反射された後に、再び回転子コイル６内を斜め方向に伝搬し、斜角振動子１，１，…で受信される。 On the other hand, the oblique ultrasonic waves 9 transmitted by the oblique oscillators 1, 1, ... Are obliquely incident on the upper surface of the rotor coil 6 and propagate diagonally in the rotor coil 6 at the joint portion 7. After being reflected, it propagates in the rotor coil 6 in an oblique direction again and is received by the oblique oscillators 1, 1, ....

実際に欠陥探傷を実施する準備段階では、まず垂直超音波８から垂直超音波８を発信し、回転子コイル６の底面で反射された垂直超音波８を受信した上で、モニタ部１９に表示する垂直超音波８の反射エコーの波高値が予め感度調整した試験条件範囲に入った時点で、複合探触子５の回転子コイル６への設置および接触の状態が良好であるものと判断し、斜角振動子１，１，…を用いた回転子コイル６の欠陥を探傷する動作に移行する。 In the preparatory stage for actually performing defect detection, the vertical ultrasonic wave 8 is first transmitted from the vertical ultrasonic wave 8, the vertical ultrasonic wave 8 reflected by the bottom surface of the rotor coil 6 is received, and then displayed on the monitor unit 19. When the peak value of the reflected echo of the vertical ultrasonic wave 8 is within the test condition range in which the sensitivity is adjusted in advance, it is judged that the state of installation and contact of the composite probe 5 on the rotor coil 6 is good. , The operation shifts to the operation of detecting defects in the rotor coil 6 using the oblique transducers 1, 1, ....

図７は、主として情報処理部１８による、１箇所の接合と欠陥探傷とを行なう際の一連の動作の処理内容を示すフローチャートである。情報処理部１８による作業開始の指示を操作部２０で入力すると、まず情報処理部１８は接合ホルダ駆動部１５Ａにより接合ホルダ１４Ａを回転子コイル６の接合部７に向けて降下させ、接合ホルダ１４Ａ底面の誘導加熱コイル１２を接合部７に設置させて、ろう付けによる接合作業を実施させる（ステップＳ１）。図１（Ａ）はそのときの接合ホルダ１４Ａ（誘導加熱コイル１２）と接合部７の状態を示している。 FIG. 7 is a flowchart showing the processing contents of a series of operations when the information processing unit 18 mainly performs joining at one location and defect detection. When the operation unit 20 inputs an instruction to start work by the information processing unit 18, the information processing unit 18 first lowers the joint holder 14A toward the joint portion 7 of the rotor coil 6 by the joint holder drive unit 15A, and then lowers the joint holder 14A toward the joint portion 7 of the rotor coil 6. The induction heating coil 12 on the bottom surface is installed in the joint portion 7 to carry out the joining work by brazing (step S1). FIG. 1A shows the state of the joint holder 14A (induction heating coil 12) and the joint portion 7 at that time.

接合作業が終了した後、接合ホルダ１４Ａを接合部７から離間させた上で、探傷ホルダ１４Ｂに設けられた非接触温度計１３により接合部７を含む回転子コイル６の表面温度を測定する（ステップＳ２）。測定した温度が超音波探傷を実施可能な温度であることを確認した時点で、モニタ部１９において「コイル温度合格」の表示を行う。 After the joining work is completed, the joining holder 14A is separated from the joining portion 7, and then the surface temperature of the rotor coil 6 including the joining portion 7 is measured by a non-contact thermometer 13 provided on the flaw detection holder 14B ( Step S2). When it is confirmed that the measured temperature is a temperature at which ultrasonic flaw detection can be performed, the monitor unit 19 displays "Coil temperature pass".

ここであらためて、探傷ホルダ駆動部１５Ｂにより探傷ホルダ１４Ｂを自動的に移動、降下させて、回転子コイル６上の接合部７から距離ｘとなる位置に複合探触子５を設置させる（ステップＳ３）。図１（Ｂ）はそのときの探傷ホルダ１４Ｂおよび複合探触子５と回転子コイル６の状態を示している。 Here, the flaw detection holder 14B is automatically moved and lowered by the flaw detection holder drive unit 15B, and the composite probe 5 is installed at a position at a distance x from the joint portion 7 on the rotor coil 6 (step S3). ). FIG. 1B shows the state of the flaw detection holder 14B, the composite probe 5, and the rotor coil 6 at that time.

この設置状態から、複合探触子５の垂直振動子２により垂直超音波８を発信させ、得られる反射エコーの波高値が予め設定した判定基準以上であるか否かにより、複合探触子５の回転子コイル６への接触状態が良好であるか否かを判断する（ステップＳ４）。この過程における反射エコーの波形は、図５に示したようなモニタ部１９への表示は行わないが、予め調整設定したゲートＧ−Ｖを超えるか否かにより情報処理部１８内部で判断する。 From this installation state, the vertical ultrasonic wave 8 is transmitted by the vertical vibrator 2 of the composite probe 5, and the composite probe 5 is determined by whether or not the peak value of the obtained reflected echo is equal to or higher than the preset determination standard. It is determined whether or not the contact state with the rotor coil 6 is good (step S4). The waveform of the reflected echo in this process is not displayed on the monitor unit 19 as shown in FIG. 5, but is determined inside the information processing unit 18 depending on whether or not it exceeds the gate GV set in advance.

反射エコーの波高値が予め設定した判定基準未満であり、複合探触子５の回転子コイル６への接触状態が良好ではないと判断した場合（ステップＳ４のＮＯ）、情報処理部１８ではモニタ部１９でシリコン剤シート４の交換を促すガイドメッセージを表示させ（ステップＳ５）、交換が実行された時点で、複合探触子５を回転子コイル６に設置するステップＳ３からの処理に復帰させる。 When it is determined that the peak value of the reflected echo is less than the preset determination standard and the contact state of the composite probe 5 with the rotor coil 6 is not good (NO in step S4), the information processing unit 18 monitors the monitor. A guide message prompting the replacement of the silicon agent sheet 4 is displayed in the unit 19 (step S5), and when the replacement is executed, the process returns to the process from step S3 in which the composite probe 5 is installed in the rotor coil 6. ..

またステップＳ４において、反射エコーの波高値が予め設定した判定基準以上であり、複合探触子５の回転子コイル６への接触状態が良好であると判断した場合（ステップＳ４のＹＥＳ）、情報処理部１８は探傷を実施するものとして、複合探触子５の斜角振動子１，１，…により斜角超音波９を発信させ、その受信信号から接合部７での欠陥の有無を判断することにより探傷結果をモニタ部１９で表示させる（ステップＳ６）。 Further, in step S4, when it is determined that the peak value of the reflected echo is equal to or higher than the preset determination standard and the contact state of the composite probe 5 with the rotor coil 6 is good (YES in step S4), the information. The processing unit 18 transmits the bevel ultrasonic waves 9 by the bevel oscillators 1, 1, ... Of the composite probe 5 to perform flaw detection, and determines the presence or absence of defects in the joint 7 from the received signal. By doing so, the flaw detection result is displayed on the monitor unit 19 (step S6).

ここで、すべての斜角振動子１，１，…の受信信号により不合格と判断される波形が検出されなかったか否かにより総合的な探傷結果の合否を判断する（ステップＳ７）。 Here, the pass / fail of the comprehensive flaw detection result is determined based on whether or not the waveform determined to be rejected is not detected from the received signals of all the bevel oscillators 1, 1, ... (Step S7).

図８は、図５で示した反射エコー波形が実際の欠陥探傷の結果として得られた場合に、モニタ部１９に探傷結果として表示される画面の例を示すものである。ここでは、回転子コイル６の識別情報「コイルＮｏ．Ｔ−Ａ−１」、非接触温度計１３による温度測定が合格であったことを示す「コイル温度合格」、複合探触子５の設置が合格であったことを示す「カップリングチェック合格」とともに、５つの斜角振動子（ＣＨ（１）〜ＣＨ（５））のうち、１番目乃至３番目（ＣＨ（１）〜ＣＨ（３））の受信信号のエコー波形からは設定したゲートレベル以上の欠陥が検出されなかったことを示す「合格」、４番目と５番目（ＣＨ（４），ＣＨ（５））の受信信号のエコー波形からは設定したゲートレベル以上の欠陥が検出されたことを示す「不合格」となった結果を一覧表示している。 FIG. 8 shows an example of a screen displayed on the monitor unit 19 as a result of flaw detection when the reflected echo waveform shown in FIG. 5 is obtained as a result of actual defect detection. Here, the identification information "coil No. T-A-1" of the rotor coil 6, "coil temperature pass" indicating that the temperature measurement by the non-contact thermometer 13 was passed, and the compound probe 5 are installed. 1st to 3rd (CH (1) to CH (3)) of the 5 oblique oscillators (CH (1) to CH (5)) with "Coupling check pass" indicating that )) "Pass" indicating that no defect above the set gate level was detected from the echo waveform of the received signal of the 4th and 5th (CH (4), CH (5)) received signal echo From the waveform, a list of "failed" results indicating that defects above the set gate level were detected is displayed.

探傷結果から少なくとも１つの不合格となる反射エコーの波形があり、総合的には不合格であると判断した場合（ステップＳ７のＮＯ）、情報処理部１８では接合部７において不合格となった斜角振動子１の位置を、図８に示した如くモニタ部１９により表示した上で、再度の接合による補修を促すガイドメッセージを追記して表示させ（ステップＳ７）、接合ホルダ１４Ａの誘導加熱コイル１２による接合部７での接合を行なうステップＳ１からの処理に復帰させる。 If there is at least one reflection echo waveform that fails from the flaw detection result and it is judged that the overall failure is (NO in step S7), the information processing unit 18 fails at the joint 7. After displaying the position of the bevel oscillator 1 by the monitor unit 19 as shown in FIG. 8, a guide message prompting repair by re-joining is added and displayed (step S7), and induction heating of the joining holder 14A is performed. The process returns to the process from step S1 in which the joint portion 7 is joined by the coil 12.

またステップＳ７において、探傷結果から不合格と判断される波形が１つも検出されず、総合的な探傷結果が合格であったと判断した場合（ステップＳ７のＹＥＳ）、情報処理部１８は、後に必要に応じて接合と探傷の結果の詳細を調べることができるように、各接触状態と探傷結果としての反射エコーの波形データを検査対象である回転子コイル６の識別情報と対応付けて記憶部２１に保存させ（ステップＳ９）、以上で１箇所の接合部７に対する処理を終えたものとして、図７の処理を終了する。 Further, in step S7, if no waveform judged to be unacceptable is detected from the flaw detection result and it is determined that the overall flaw detection result is pass (YES in step S7), the information processing unit 18 is required later. The storage unit 21 associates each contact state and the waveform data of the reflected echo as the flaw detection result with the identification information of the rotor coil 6 to be inspected so that the details of the joint and flaw detection results can be examined according to the above. (Step S9), and assuming that the processing for the joint portion 7 at one location has been completed, the processing in FIG. 7 is completed.

接合を行なう箇所毎に図７に示した処理内容を繰り返し実行する。 The processing content shown in FIG. 7 is repeatedly executed for each part to be joined.

［実施形態の効果］
以上詳述した如く本実施形態によれば、曲面形状を有する対象物での接合作業後に当該接合部の探傷を正確かつ効率的に実施することが可能となる。 [Effect of Embodiment]
As described in detail above, according to the present embodiment, it is possible to accurately and efficiently detect scratches on the joint portion after the joining work on the object having a curved surface shape.

また本実施形態では、斜角振動子１，１，…を複合探触子５の位置調整を行なう方向と直交する幅方向に一列に配置して、被検査部である回転子コイル６の接合部７の同幅方向に対応するように構成するものとしたので、１箇所の接合部７の探傷動作を一度の斜角超音波の発信と受信とにより実施することができ、効率的な探傷が実現可能となる。 Further, in the present embodiment, the bevel oscillators 1, 1, ... Are arranged in a row in the width direction orthogonal to the direction in which the position of the composite probe 5 is adjusted, and the rotor coil 6 to be inspected is joined. Since the parts 7 are configured to correspond to the same width direction, the flaw detection operation of the joint portion 7 at one location can be performed by transmitting and receiving the oblique ultrasonic wave once, and the flaw detection is efficient. Becomes feasible.

さらに本実施形態では、非接触温度計１３を用いて、複合探触子５により超音波探傷を行なう接合部７の放射温度を測定するものとしたので、接合部７が硬化したことを確認した上で内部の欠陥の検出に円滑に移行できる。 Further, in the present embodiment, since the radiation temperature of the joint portion 7 for ultrasonic flaw detection is measured by the composite probe 5 using the non-contact thermometer 13, it was confirmed that the joint portion 7 was cured. The above can smoothly shift to the detection of internal defects.

特に本実施形態では、非接触温度計１３での測定出力に応じて垂直振動子２による複合探触子５の回転子コイル６への接触状態の確認への移行を自動化するものとしたので、作業効率をより向上させることができる。 In particular, in the present embodiment, the transition to the confirmation of the contact state of the composite probe 5 with the rotor coil 6 by the vertical oscillator 2 is automated according to the measurement output of the non-contact thermometer 13. Work efficiency can be further improved.

この点で、さらに垂直振動子２による複合探触子５の回転子コイル６への接触状態の確認がとれた時点で速やかに斜角振動子１，１，…による探傷動作に移行するものとしたので、より一層作業効率を向上させることができる。 At this point, when the contact state of the composite probe 5 with the rotor coil 6 is confirmed by the vertical oscillator 2, the flaw detection operation by the bevel oscillators 1, 1, ... Is promptly started. Therefore, the work efficiency can be further improved.

また本実施形態では、超音波探傷を行なう装置を、ろう付けによる接合を行なう装置の一部に組み込んだ構成とすることにより、接合作業とその後の当該接合部の探傷作業とを１つの装置内で連続して実施可能として、現場の検査員の手間を大幅に削減できる。 Further, in the present embodiment, by incorporating the device for ultrasonic flaw detection into a part of the device for joining by brazing, the joining work and the subsequent flaw detection work of the joint portion can be performed in one device. It can be carried out continuously, and the labor of on-site inspectors can be greatly reduced.

さらに本実施形態では、記憶部２１を備え、超音波探傷を行った際のコイル温度や垂直振動子２による複合探触子５の回転子コイル６との接触状態と合せて、探傷結果としての反射エコーの波形データを検査対象である回転子コイル６の識別情報と対応付けて記憶部２１に保存させるものとしたので、後に必要に応じて接合と探傷の結果の詳細を調べることができる。 Further, in the present embodiment, the storage unit 21 is provided, and the coil temperature at the time of ultrasonic flaw detection and the contact state of the composite probe 5 with the rotor coil 6 by the vertical oscillator 2 are combined to obtain the flaw detection result. Since the waveform data of the reflected echo is stored in the storage unit 21 in association with the identification information of the rotor coil 6 to be inspected, the details of the results of joining and flaw detection can be examined later if necessary.

なお、複合探触子５が備える斜角振動子１の数は、本実施形態では５つである場合を例にとって説明したが、その数を限定するものではなく、検査対象となる回転子コイル６および接合部７の幅方向のサイズと、斜角振動子１の機種固有の探傷範囲などによって異なる。 Although the number of bevel oscillators 1 included in the composite probe 5 has been described as an example in the present embodiment, the number is not limited and the rotor coil to be inspected is not limited. It depends on the size of the joint portion 7 and the joint portion 7 in the width direction, the flaw detection range peculiar to the model of the bevel oscillator 1, and the like.

また、本実施形態の図３で示した装置の機能構成は、ハードウェアとしての構成に限ることなく、ソフトウェアによる処理方法で実現することも可能であるし、あるいは情報処理部１８を含む装置の少なくとも一部をコンピュータ化し、当該コンピュータの動作を制御するアプリケーションプログラムとして実現することも可能である。 Further, the functional configuration of the device shown in FIG. 3 of the present embodiment is not limited to the configuration as hardware, and can be realized by a processing method by software, or the device including the information processing unit 18. It is also possible to computerize at least a part of the computer and realize it as an application program that controls the operation of the computer.

その他、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 In addition, although the embodiment of the present invention has been described, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. This novel embodiment can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

１…斜角振動子、２…垂直振動子、３…アクリル材、４…シリコン剤シート、
５…複合探触子、６…回転子コイル、７…接合部、８…垂直超音波、９…斜角超音波、
１０…試験片、１１…人工欠陥、１２…誘導加熱コイル、１３…非接触温度計、
１４Ａ…接合ホルダ、１４Ｂ…探傷ホルダ、１５Ａ…接合ホルダ駆動部、
１５Ｂ…探傷ホルダ駆動部、１６…接合駆動部、１７…超音波発信・受信部、
１８…情報処理部、１９…モニタ部、２０…操作部、２１…記憶部。 1 ... Bevel oscillator, 2 ... Vertical oscillator, 3 ... Acrylic material, 4 ... Silicon agent sheet,
5 ... Composite probe, 6 ... Rotor coil, 7 ... Joint, 8 ... Vertical ultrasonic wave, 9 ... Bevel ultrasonic wave,
10 ... test piece, 11 ... artificial defect, 12 ... induction heating coil, 13 ... non-contact thermometer,
14A ... Joint holder, 14B ... Damage detection holder, 15A ... Joint holder drive unit,
15B ... flaw detection holder drive unit, 16 ... junction drive unit, 17 ... ultrasonic wave transmission / reception unit,
18 ... Information processing unit, 19 ... Monitor unit, 20 ... Operation unit, 21 ... Storage unit.

Claims

被検査部の接触される面から斜めに伝播する超音波を発信し、その反射波を受信して前記被検査部の内部欠陥を検出する、複数の斜角振動子と、
前記被検査部の接触される面に対して垂直な方向に伝播する超音波を発信し、その反射波を受信して前記被検査部への接触状態を検出する、少なくとも１つの垂直振動子と、
を前記被検査部と接触する同一面に備える、超音波探傷装置。 A plurality of bevel oscillators that emit ultrasonic waves that propagate diagonally from the contact surface of the inspected part and receive the reflected waves to detect internal defects in the inspected part.
With at least one vertical vibrator that emits ultrasonic waves propagating in a direction perpendicular to the contact surface of the inspected portion and receives the reflected wave to detect the contact state with the inspected portion. ,
An ultrasonic flaw detector provided on the same surface in contact with the portion to be inspected.

前記複数の斜角振動子は、前記被検査部に対する前記超音波探傷装置の位置調整方向と直交する幅方向に一列に配置する、
請求項１に記載の超音波探傷装置。 The plurality of bevel oscillators are arranged in a row in the width direction orthogonal to the position adjusting direction of the ultrasonic flaw detector with respect to the portion to be inspected.
The ultrasonic flaw detector according to claim 1.

前記被検査部の温度を測定する温度センサをさらに備える、
請求項１または２に記載の超音波探傷装置。 A temperature sensor for measuring the temperature of the part to be inspected is further provided.
The ultrasonic flaw detector according to claim 1 or 2.

前記温度センサにより測定した前記被検査部の温度が、予め設定された条件を満たしていると判定した場合に、前記垂直振動子による前記被検査面への接触状態の確認を自動化させる、
請求項３に記載の超音波探傷装置。 When it is determined that the temperature of the inspected portion measured by the temperature sensor satisfies the preset conditions, the confirmation of the contact state with the inspected surface by the vertical vibrator is automated.
The ultrasonic flaw detector according to claim 3.

前記垂直振動子による前記被検査面への接触状態の確認後に、前記複数の斜角振動子による前記被検査部の内部欠陥の検出を自動化させる、
請求項４記載の超音波探傷装置。 After confirming the contact state of the vertical vibrator with the surface to be inspected, the detection of internal defects of the portion to be inspected by the plurality of bevel vibrators is automated.
The ultrasonic flaw detector according to claim 4.

前記被検査部の接合を行なう装置に組み込まれて、前記被検査部の接合内部の欠陥を検出する、
請求項５記載の超音波探傷装置。 Incorporated into a device for joining the inspected portion, a defect inside the joint of the inspected portion is detected.
The ultrasonic flaw detector according to claim 5.

前記複数の斜角振動子での検出結果を記憶する記憶部をさらに備える、請求項５記載の超音波探傷装置。 The ultrasonic flaw detector according to claim 5, further comprising a storage unit that stores detection results of the plurality of bevel oscillators.