特許 6021790 タービンロータの検査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6021790

(24)【登録日】2016年10月14日

(45)【発行日】2016年11月9日

(54)【発明の名称】タービンロータの検査方法

(51)【国際特許分類】

   F01D 25/00 20060101AFI20161027BHJP

   F01D 5/30 20060101ALI20161027BHJP

   G01N 29/12 20060101ALI20161027BHJP

【ＦＩ】

   F01D25/00 X

   F01D25/00 F

   F01D25/00 V

   F01D25/00 W

   F01D25/00 Z

   F01D5/30

   G01N29/12

【請求項の数】9

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-241957(P2013-241957)

(22)【出願日】2013年11月22日

(65)【公開番号】特開2015-101991(P2015-101991A)

(43)【公開日】2015年6月4日

【審査請求日】2015年10月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】514030104

【氏名又は名称】三菱日立パワーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(74)【代理人】

【識別番号】100118762

【弁理士】

【氏名又は名称】高村 順

(72)【発明者】

【氏名】塚原 千幸人

(72)【発明者】

【氏名】松尾 貞信

(72)【発明者】

【氏名】竹添 堅三郎

(72)【発明者】

【氏名】中川 義淑

【審査官】 瀬戸 康平

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−０７７３２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−２４０８０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２３６８０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２９４７１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−０３４１４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０１５４４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１６６９１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−１６８０１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｄ ５／０２， ５／３０，２５／００

Ｆ０２Ｃ ７／００

Ｇ０１Ｂ ５／００

Ｇ０１Ｍ ９９／００

Ｇ０１Ｎ ２９／１１−２９／１２

ＤＷＰＩ（Ｔｈｏｍｓｏｎ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タービン翼とタービンロータとの間隔を測定して前記タービンロータにおける検査対象領域を特定する第１ステップと、特定した前記検査対象領域を打音検査して前記タービンロータの内部亀裂の発生の有無を判定する第２ステップとを含むことを特徴とする、タービンロータの検査方法。

【請求項2】

前記第１ステップにおいて、予め測定した前記タービン翼と前記タービンロータとの間隔の第１測定値と、検査時に測定した前記タービン翼と前記タービンロータとの間隔の第２測定値との差分値に基づいて前記検査対象領域を特定する、請求項１に記載のタービンロータの検査方法。

【請求項3】

前記第１ステップにおいて、予め測定した前記タービン翼と前記タービンロータとの間隔に対する検査時に測定した複数箇所の前記タービン翼と前記タービンロータとの間隔の標準偏差に基づいて前記検査対象領域を特定する、請求項１に記載のタービンロータの検査方法。

【請求項4】

前記第１ステップにおいて、検査時に測定した前記タービン翼と前記タービンロータとの間隔の測定値が、予め設定した閾値以上となる領域を前記検査対象領域として特定する、請求項１に記載のタービンロータの検査方法。

【請求項5】

前記第１ステップにおいて、前記第１測定値が、予め撮像した前記タービン翼と前記タービンロータとの画像に基づく間隔であり、前記第２測定値が、検査時に撮像した前記タービン翼と前記タービンロータとの画像に基づく間隔である、請求項２に記載のタービンロータの検査方法。

【請求項6】

前記第１ステップにおいて、前記第１測定値が、予め測定した前記タービン翼と前記タービンロータとの隙間を透過する透過光の光量であり、前記第２測定値が、検査時に測定した前記タービン翼と前記タービンロータとの隙間を透過する透過光の光量である、請求項２に記載のタービンロータの検査方法。

【請求項7】

前記第２ステップにおいて、前記タービンロータの前記検査対象領域の打音の透過音に基づいて前記タービンロータの内部亀裂の発生の有無を判定する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のタービンロータの検査方法。

【請求項8】

前記第２ステップにおいて、前記透過音の周波数変化に基づいて前記タービンロータの内部亀裂の発生の有無を判定する、請求項７に記載のタービンロータの検査方法。

【請求項9】

前記検査対象領域が、前記タービンロータのタービン翼溝である、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のタービンロータの検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タービンロータの検査方法に関し、特に、タービンロータの内部亀裂を効率良く検査できるタービンロータの検査方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、タービンロータにおけるタービン翼溝内の応力腐食割れ（ＳＣＣ：Stress Corrosion Cracking）の検査は、タービンロータからタービン翼を外した後に行われている。タービンロータの応力腐食割れの検査方法としては、タービン翼溝内を顕微鏡で観察する検査方法や、タービン翼溝のレプリカを採取する検査方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のタービンロータの検査方法では、タービンロータのタービン翼溝内の検査対象領域を研磨具で研磨してエッチングし、研磨面にレプリカフィルムを貼り付けて研磨面の金属組織をレプリカフィルムに転写する。そして、金属組織が転写されたレプリカフィルムを研磨面から剥離して観察することにより、タービン翼溝内の亀裂の発生などを検査する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−１１７８７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来のタービンロータの検査方法においては、タービン翼溝の内部亀裂の発生を検査するためにタービンロータからタービン翼を外す必要があり、検査のための工事期間が長くなり、また検査費用の負担が大きい問題がある。

【0005】

また、タービンロータからタービン翼を外さずに、タービン翼溝の側面のみを検査する検査方法も提案されている。しかしながら、この検査方法では、タービン翼溝の内部を十分に観察することができない問題がある。このため、タービン翼をタービンロータに装着した状態でタービン翼溝の内部亀裂の発生を検査できるタービンロータの検査方法が望まれている。

【0006】

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、タービンロータからタービン翼を外すことなく、タービンロータの内部亀裂の発生を検査できるタービンロータの検査方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明のタービンロータの検査方法は、タービン翼とタービンロータとの間隔を測定して前記タービンロータにおける検査対象領域を特定する第１ステップと、特定した前記検査対象領域を打音検査して前記タービンロータの内部亀裂の発生の有無を判定する第２ステップとを含むことを特徴とする。

【0008】

この方法によれば、タービン翼とタービンロータとの間隔に基づいて検査対象領域を特定し、かつ、特定した検査対象領域の打音検査によってタービンロータの内部亀裂の発生の有無を判定するので、タービンロータからタービン翼を外すことなく、タービンロータの内部亀裂の発生を検査することが可能となる。

【0009】

本発明のタービンロータの検査方法においては、前記第１ステップにおいて、予め測定した前記タービン翼と前記タービンロータとの間隔の第１測定値と、検査時に測定した前記タービン翼と前記タービンロータとの間隔の第２測定値との差分値に基づいて前記検査対象領域を特定することが好ましい。この方法により、第１測定値と第２測定時の差分値に基づいて検査対象領域を特定するので、検査対象領域の特定の精度が向上する。

【0010】

本発明のタービンロータの検査方法においては、前記第１ステップにおいて、予め測定した前記タービン翼と前記タービンロータとの間隔に対する検査時に測定した複数箇所の前記タービン翼と前記タービンロータとの間隔の標準偏差に基づいて前記検査対象領域を特定することが好ましい。この方法により、タービンロータにおけるタービン翼との接続部分の圧力分担に応じて変化するタービン翼とタービンロータとの間隔の標準偏差に基づいて検査対象領域を特定できるので、検査対象領域の特定の精度が向上する。

【0011】

本発明のタービンロータの検査方法においては、前記第１ステップにおいて、検査時に測定した前記タービン翼と前記タービンロータとの間隔の測定値が、予め設定された閾値以上の領域を前記検査対象領域として特定することが好ましい。この方法により、検査時に測定した値を基準として検査対象領域を特定することが可能になるので、検査対象領域を容易に特定することが可能となる。

【0012】

本発明のタービンロータの検査方法においては、前記第１ステップにおいて、前記第１測定値が、予め撮像した使用前の前記タービン翼と前記タービンロータとの画像に基づく間隔であり、前記第２測定値が、検査時に撮像した前記タービン翼と前記タービンロータとの画像に基づく間隔であることが好ましい。この方法により、予め撮像した画像と検査時に撮像した画像との対比により検査対象領域を特定できるので、検査対象領域を容易に特定することが可能となる。

【0013】

本発明のタービンロータの検査方法においては、前記第１ステップにおいて、前記第１測定値が、予め測定した使用前の前記タービン翼と前記タービンロータとの隙間を透過する透過光の光量であり、前記第２測定値が、検査時に測定した前記タービン翼と前記タービンロータとの隙間を透過する透過光の光量であることが好ましい。この方法により、透過光の光量の変化を測定するだけで検査対象領域を特定できるので、タービンロータを暗所に設置した場合であっても、検査対象領域を容易に特定することが可能となる。

【0014】

本発明のタービンロータの検査方法においては、前記第２ステップにおいて、前記タービンロータの前記検査対象領域の打音の透過音に基づいて前記タービンロータの内部亀裂の発生の有無を判定することが好ましい。この方法により、タービンロータを透過する打音の透過音を測定するだけで内部亀裂の発生の有無を判定できるので、内部亀裂の発生を容易に判定することができる。

【0015】

本発明のタービンロータの検査方法においては、前記第２ステップにおいて、前記透過音の周波数変化に基づいて前記タービンロータの内部亀裂の発生の有無を判定することが好ましい。この方法により、内部亀裂の有無によって変化するタービンロータの透過音の周波数変化に基づいて内部亀裂の発生の有無を判定できるので、内部亀裂の発生を正確に判定することができる。

【0016】

本発明のタービンロータの検査方法においては、前記検査対象領域が、前記タービンロータのタービン翼溝であることが好ましい。この方法により、連続運転によって応力腐食割れが生じやすいタービン翼溝内の内部亀裂の発生の有無を容易に判定することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、タービン翼をタービンロータから外すことなく、タービン翼溝内の亀裂の発生を容易に検査できるタービンロータの検査方法を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、本発明の実施の形態に係るタービンの模式図である。

【図2A】図２Ａは、本発明の実施の形態に係るタービンロータとタービン翼との接続部分の部分拡大図である。

【図2B】図２Ｂは、本発明の実施の形態に係るタービンロータとタービン翼との接続部分の部分拡大図である。

【図3】図３は、本発明の実施の形態に係るタービンロータの検査方法のフロー図である。

【図4】図４は、本発明の実施の形態に係るタービンロータの検査方法の第１ステップの説明図である。

【図5】図５は、本発明の実施の形態に係るタービンロータの検査方法の打音検査の概念図である。

【図6】図６は、図５に示した打音検査における透過音の周波数とイナータンスとの関係を示す図である。

【図7A】図７Ａは、本発明の実施の形態に係るタービンロータの検査方法の説明図である。

【図7B】図７Ｂは、本発明の実施の形態に係るタービンロータの検査方法の説明図である。

【図8A】図８Ａは、本発明の実施の形態に係るタービンロータの検査方法の説明図である。

【図8B】図８Ｂは、本発明の実施の形態に係るタービンロータの検査方法の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の一実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、また、本発明は、以下の各実施の形態に限定されるものではなく、適宜変更して実施可能である。

【0020】

まず、本実施の形態に係るタービンロータの検査方法に用いられるタービンの概略について簡単に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るタービンの模式図である。図１に示すように、本実施の形態に係るタービン１は、タービン翼溝（植込部）１１ａ（図１において不図示、図２参照）が設けられたタービンロータ１１、及び翼プロファイル部１２ａと翼根部１２ｂとを有する蒸気タービン翼１２を備えたサイドインレット植込型のタービンである。このタービン１においては、タービンロータ１１のタービン翼溝１１ａがタービン翼１２の翼根部１２ｂと相補形状を有しており、このタービン翼溝１１ａに翼根部１２ｂをタービンロータ１１の軸方向Ｘから挿入して固定している。タービンロータ１１は、例えば、低圧タービン板材としての３．５ＮｉＣｒＭｏＶ鋼によって形成される。

【0021】

図２Ａ及び図２Ｂは、タービンロータとタービン翼との接続部分の部分拡大図である。図２Ａにおいては、使用前のタービンロータ１１とタービン翼１２との接続部分を模式的に示し、図２Ｂにおいては、所定期間運転後の応力腐食割れが発生したタービンロータ１１とタービン翼１２との接続部分を模式的に示している。

【0022】

図２Ａに示すように、タービンロータ１１のタービン翼溝１１ａには、タービン翼溝１１ａの表面からタービンロータ１１の周方向Ｙに向けて窪んだ複数の凹部１１ｂが設けられている。一方、タービン翼１２の翼根部１２ｂには、タービン翼溝１１ａの凹部１１ｂと対応する位置に、翼根部１２ｂの表面からタービンロータ１１の周方向Ｙに向けて突出した凸部１２ｃ設けられている。タービン翼１２は、このタービンロータ１１の凹部１１ｂとタービン翼１２の翼根部１２ｂの凸部１２ｃとが係合された状態でタービンロータ１１のタービン翼溝１１ａに固定される。これにより、タービン翼１２は、タービン１の運転時のタービンロータ１１の回転に伴う遠心力によるタービンロータ１１の径方向Ｚへの移動が規制され、タービンロータ１１からの脱落を防ぐことが可能となる。また、本実施の形態に係るタービン１においては、タービン１の製造後、運転開始前には、タービン翼溝１１ａの内壁とタービン翼１２の翼根部１２ｂの表面との間には、略一定の間隔（例えば、０．２ｍｍ〜１．５ｍｍ）が存在する。

【0023】

図２Ｂに示すように、タービンロータ１１は、例えば、温度４００Ｋ程度での所定期間運転後には、腐食ピットの発生、及び腐食ピットの成長を経て、腐食ピットが破壊力学的な限界寸法に達し、応力腐食割れ（ＳＣＣ）が発生する。この応力腐食割れが生じると、タービンロータ１１は、タービン翼溝１１ａの形状に変化が生じ、タービンロータ１１のタービン翼溝１１ａの内壁とタービン翼１２の翼根部１２ａの表面との間の間隔が変化する。図２Ｂに示す例では、タービンロータ１１におけるタービン翼１２との接合部分の近傍に多数の腐食ピット（図２Ｂのドットパターン参照）が発生している。この腐食ピットが発生した領域は、腐食（コロージョン）が生じてタービンロータ１１が減肉する応力腐食割れの初期段階を示している。

【0024】

また、図２Ｂに示す例では、図２Ａに示した運転開始前のタービンロータ１１と比較して、タービン翼溝１１ａの内壁と翼根部１２ａの表面との間隔が広がった凹部１１ｃが存在する。また、タービンロータ１１の径方向Ｚにおいて凹部１１ｃと対向する位置には、タービン翼溝１１ａの内壁と翼根部１２ａの表面との間隔がなくなって詰まった凹部１１ｄが存在する。このようなタービン翼溝１１ａの内壁と翼根部１２ａの表面との間隔が変化した凹部１１ｃ、１１ｄでは、タービンロータ１１に応力腐食割れによる内部亀裂が生じやすくなる。そこで、本実施の形態に係るタービンロータの検査方法においては、タービンロータ１１とタービン翼１２との間隔の変化を測定することにより、タービンロータ１１における応力腐食割れに基づく内部亀裂の発生を検査する。

【0025】

次に、本実施の形態に係るタービンロータの検査方法について詳細に説明する。本実施の形態に係るタービンロータの検査方法は、タービン翼１２とタービンロータ１１との間隔を測定してタービンロータ１１における検査対象領域を特定する第１ステップと、特定したタービンロータ１１の検査対象領域を打音検査してタービンロータ１１の内部亀裂の発生の有無を判定する第２ステップとを含む。以下、本実施の形態に係るタービンロータの検査方法の各工程について説明する。

【0026】

図３は、本実施の形態に係るタービンロータの検査方法のフロー図である。図３に示すように、本実施の形態に係るタービンロータの検査方法においては、検査開始後、まず、作業者は、タービンロータ１１の任意の部分のタービン翼１２とタービンロータ１１との間隔を測定する（ステップＳＴ１）。そして、作業者は、測定した間隔が所定の閾値未満である場合（ステップＳＴ２：Ｎｏ）には、タービンロータ１１の他の部分の測定を行う。また、作業者は、測定した間隔が所定の閾値以上である場合（ステップＳＴ２：Ｙｅｓ）には、測定した領域を検査対象領域として特定し、検査対象領域内の特定点を打音検査する（ステップＳＴ３）。

【0027】

そして、作業者は、打音検査で特定点の打音に異常がない場合（ステップＳＴ４：Ｎｏ）は、検査対象領域内の他の特定点を打音検査する。また、作業者は、打音検査で特定点に異常がある場合（ステップＳＴ４：Ｙｅｓ）には、打音検査した特定点の近傍に内部亀裂が存在すると判定して検査を終了する（ステップＳＴ５）。その後、作業者は、必要に応じて、内部亀裂が存在する部分のタービン翼１２をタービンロータ１１から取り外して顕微鏡検査及びレプリカ採取法などにより、より詳細にタービンロータ１１の内部亀裂の検査を行う。

【0028】

図４は、本実施の形態に係るタービンロータの検査方法の第１ステップの説明図である。図４においては、所定期間運転後のタービンロータ１１とタービン翼１２との接続部分を模式的に示している。図４に示す例では、特定点Ｐ２における運転開始前（図２Ａ参照）のタービンロータ１１とタービン翼１２との間隔の第１測定値に対し、所定期間運転後の第２測定値が大きくなっている。このため、この場合には、第１測定値と第２測定値との差分値が所定値以上となる特定点Ｐ２を含む所定範囲の領域に内部亀裂１１ｅが発生している可能性があり、この所定範囲の領域を検査対象領域Ａ１として特定する。このように検査対象領域Ａ１を特定することにより、検査対象領域Ａ１の特定の精度が向上する。

【0029】

また、第１ステップにおいては、予め測定したタービン翼１２とタービンロータ１１との間隔に対して、タービンロータ１１の検査時にタービンロータ１１とタービン翼１２との間隔を複数箇所測定し、複数箇所の測定値に対する運転開始前のタービンロータ１１とタービン翼１２との間隔の標準偏差と対比して検査対象領域Ａ１を特定してもよい。例えば、図４に示す例では、特定点Ｐ３及びＰ４では、運転開始前（図２Ａ参照）のタービンロータ１１とタービン翼１２との間隔に対する変化が小さいのに対し、特定点Ｐ１では、タービンロータ１１とタービン翼１２との間隔が小さくなり、特定点Ｐ２では、タービンロータ１１とタービン翼１２との間隔が大きくなっている。このため、特定点Ｐ１及びＰ２の測定値がタービンロータ１１とタービン翼１２との間隔の標準偏差より大きくずれることとなる。この場合、特定点Ｐ１及びＰ２を含む所定範囲の領域に内部亀裂１１ｅが発生している可能性があり、この特定点Ｐ１及びＰ２を含む所定範囲の領域を検査対象領域Ａ１として特定する。このように検査対象領域Ａ１を特定することにより、検査対象領域Ａ１の特定の精度が向上する。

【0030】

また、第１ステップにおいては、タービンロータ１１の検査時に測定したタービン翼１２とタービンロータ１１との間隔の測定値が、予め設定された閾値以上の領域を検査対象領域Ａ１として特定してもよい。例えば、図４に示す例では、運転開始前（図２Ａ参照）には、タービンロータ１１とタービン翼１２との間隔が所定範囲（例えば、０．２ｍｍ〜１．５ｍｍ）であったのに対し、特定点Ｐ２においては、運転開始前と比較してタービンロータ１１とタービン翼１２との間隔が大きくなっている。この場合には、タービンロータ１１とタービン翼１２との間隔の閾値を、例えば、１．５ｍｍにしていることにより、この特定点Ｐ２を含む所定範囲の領域を検査対象領域Ａ１として特定する。このように検査対象領域を特定することにより、検査時に測定した値を基準として検査対象領域Ａ１を特定することが可能になるので、検査対象領域Ａ１を容易に特定することが可能となる。

【0031】

さらに、第１ステップにおいては、予め撮像した使用前のタービン翼１２とタービンロータ１１との写真などの画像に基づく間隔を第１測定値とし、タービンロータ１１の検査時に撮像したタービン翼１２とタービンロータ１１との写真などの画像に基づく間隔を第２測定値としてもよい。例えば、図４に示す例では、運転開始前（図２Ａ参照）のタービンロータ１１とタービン翼１２との接続部分の写真などの画像を撮像しておき、図４に示す所定期間運転後のタービンロータ１１とタービン翼１２との接続部分の写真などの画像と対比する。これにより、特定点Ｐ１近傍では、タービンロータ１１とタービン翼１２との間隔が狭くなり、特定点Ｐ２近傍では、タービンロータ１１とタービン翼１２との間隔が大きくなっていることが分かる。このため、この場合には、この特定点Ｐ１及びＰ２を含む所定範囲の領域を検査対象領域Ａ１として特定する。このように検査対象領域Ａ１を特定することにより、予め撮像した画像と検査時に撮像した画像との対比により検査対象領域Ａ１を特定できるので、検査対象領域Ａ１を容易に特定することが可能となる。

【0032】

また、第１ステップにおいては、予め測定した使用前のタービン翼１２とタービンロータ１１との隙間を透過する透過光の光量を第１測定値とし、タービンロータ１１の検査時に測定したタービン翼１２とタービンロータ１１との隙間を透過する透過光の光量を第２測定値としてもよい。例えば、図４に示す例では、特定点Ｐ１における運転開始前（図２Ａ参照）のタービンロータ１１とタービン翼１２との隙間を透過する透過光の光量に対し、図４に示す所定期間運転後の特定点Ｐ１におけるタービンロータ１１とタービン翼１２との隙間を透過する透過光の光量は減少する。また、特定点Ｐ２における運転開始前（図２Ａ参照）のタービンロータ１１とタービン翼１２との隙間を透過する透過光の光量に対し、図４に示す所定期間運転後の特定点Ｐ２におけるタービンロータ１１とタービン翼１２との隙間を透過する透過光の光量は増大する。このように検査対象領域Ａ１を特定することにより、透過光の光量の変化を測定するだけで検査対象領域Ａ１を特定できるので、タービンロータ１１を暗所に設置した場合であっても、検査対象領域Ａ１を容易に特定することが可能となる。

【0033】

さらに、第１ステップにおいては、タービン翼１２とタービンロータ１１との隙間に気体及び液体などの流体を流し、流体の流量に基づいて検査対象領域Ａ１を特定してもよい。例えば、図４に示す例では、特定点Ｐ１における運転開始前（図２Ａ参照）のタービンロータ１１とタービン翼１２との隙間を流れる流体の流量に対し、図４に示す所定期間運転後の特定点Ｐ１におけるタービンロータ１１とタービン翼１２との隙間を流れる流体の流量は低下する。また、特定点Ｐ２における運転開始前（図２Ａ参照）のタービンロータ１１とタービン翼１２との隙間を流れる流体の流量に対し、図４に示す所定期間運転後の特定点Ｐ２におけるタービンロータ１１とタービン翼１２との隙間を流れる流体の流量は増大する。このように検査対象領域Ａ１を特定することにより、タービン翼１２とタービンロータ１１との隙間を流れる流体の流量を測定するだけで検査対象領域Ａ１を特定できるので、タービンロータ１１を暗所に設置した場合であっても、検査対象領域Ａ１を容易に特定することが可能となる。

【0034】

なお、第１ステップにおける検査対象領域Ａ１の特定方法としては、上述した実施の形態のほか、タービンロータ１１とタービン翼１２との間の間隔の変化量（例えば、隙間の縦幅、横幅、翼根の厚さ）に基づいてタービン翼溝１１ａ部の圧力分担に基づいて検査対象領域Ａ１を特定することもできる。また、隙間ゲージを用いてタービンロータ１１とタービン翼１２との間の隙間の大きさを測定する方法などを用いて検査対象領域Ａ１を特定してもよい。これらの測定結果から、応力腐食割れの初期、応力腐食割れの成長及び進展、応力腐食割れの評価が可能となる。

【0035】

次に、図５及び図６を参照して本実施の形態に係るタービンロータの検査方法における第２ステップについて詳細に説明する。図５は、本実施の形態に係るタービンロータの検査方法の打音検査の概念図であり、図６は、図５に示した打音検査における透過音の周波数とイナータンス（出力）との関係を示す図である。

【0036】

図５に示すように、本実施の形態においては、第２ステップの打音検査では、タービンロータ１１の一方の面をハンマーなどで叩き、タービンロータ１１の一方の面側から他方の面側に透過する透過音を集音する。ここで、図５の上段に示す亀裂が存在しない非損傷領域Ａ２においては、タービンロータ１１の一方の面側からの打音による音波ｗ１〜ｗ３がタービンロータ１１内部を伝搬してタービンロータ１１の他方の面側に透過する。この透過音の波形は、図６の実線に示すように、所定の周波数にイナータンスのピークＰｋ１を有する形状となる。

【0037】

これに対して、図５の下段に示す内部亀裂１１ｅが存在する損傷領域Ａ３においては、タービンロータ１１内部を伝搬する音波ｗ１〜ｗ３のうち、内部亀裂１１ｅを透過する音波ｗ１の一部が内部亀裂１１ｅによって吸収されて音波ｗ４となる。このため、損傷領域Ａ３における透過音の波形は、図６の点線に示すように、非損傷領域Ａ２と同一の周波数をイナータンスのピークとする第１のピークＰｋ１と、第１のピークＰｋ１より低周波数側に新たなイナータンスの第２のピークＰｋ２が発生する。また、損傷領域Ａ３における透過音の波形は、非損傷領域Ａ２における波形と比較して小さくなる。したがって、第２ステップにおいては、第１ステップにおいて特定した検査対象領域Ａ１内を打音検査して透過音を集音して得られる透過音の波形を対比することにより、タービンロータ１１にタービン翼１２を装着した状態でも、内部亀裂１１ｅの発生の有無を精度よく特定することが可能となる。

【0038】

次に、図７Ａ〜図８Ｂを参照して本実施の形態に係るタービンロータの検査方法の第２ステップについて具体的に説明する。図７Ａ〜図８Ｂは、本実施の形態に係るタービンロータの検査方法の説明図である。なお、図７Ａ及び図８Ｂにおいては、図４に示したタービンロータ１１の検査対象領域Ａ１の側面図を模式的に示し、説明の便宜上、タービン翼１２を省略して示している。

【0039】

図７Ａ及び図７Ｂに示すように、第２ステップにおいては、第１ステップにおいて特定したタービンロータ１１の検査対象領域Ａ１内の特定点Ｐ１〜Ｐ４を、打音部２１によって叩いて生じる透過音を集音部２２によって集音する。ここで、図７Ａに示すように、検査対象領域Ａ１内の内部亀裂１１ｅから離れた特定点Ｐ１（特定点Ｐ４も同様）においては、図５に示した非損傷領域Ａ２における透過音と同様に、内部亀裂１１ｅによる打音の音波の吸収は少ない。このため、特定点Ｐ１における打音検査の波形は、図８Ａに示すように、３つの周波数においてイナータンスのピークＰｋ３〜Ｐｋ５を有する形状となる。

【0040】

これに対して、図７Ｂに示すように、検査対象領域Ａ１内の内部亀裂１１ｅの近傍の特定点Ｐ２（特定点Ｐ３も同様）においては、図５に示した損傷領域Ａ３における透過音と同様に、内部亀裂１１ｅによる打音の音波の吸収が特定点Ｐ１及びＰ４に対して大きくなる。このため、特定点Ｐ２における打音検査の波形は、図８Ｂに示すように、図８Ａに示した周波数のそれぞれのピークがそれぞれ低周波数側にシフトし、３つのピークＰｋ３〜Ｐｋ５がピークＰｋ６〜Ｐｋ８に変化すると共に、全体的に波形が小さくなる。したがって、第２ステップにおいては、検査対象領域Ａ１内の複数の特定点Ｐ１〜Ｐ４を順次打音検査することにより、内部亀裂１１ｅの発生個箇所を特定することが可能となる。

【0041】

以上説明したように、本実施の形態に係るタービンロータの検査方法によれば、タービン翼１２とタービンロータ１１との間隔に基づいて検査対象領域Ａ１を特定し、かつ、特定した検査対象領域Ａ１の打音検査によってタービンロータ１１の内部亀裂１１ｅの発生の有無を判定するので、タービンロータ１１からタービン翼１２を外すことなく、タービンロータ１１の内部亀裂１１ｅの発生を検査することが可能となる。これにより、内部亀裂１１ｅの発生の有無を検査するために、タービンロータ１１におけるタービン翼１２を外す箇所を特定することができるので、タービンロータ１１の検査工事期間の短縮と検査制度を向上させることが可能となる。

【0042】

なお、上述した実施の形態においては、タービンロータ１１のタービン翼溝１１ａの内部亀裂１１ｅを検査する例について説明したが、本発明は、タービン翼溝１１ａの内部亀裂１１ｅの検査に限定されず、タービンロータ１１の各部分の内部亀裂１１ｅの検査方法として適用可能である。

【符号の説明】

【0043】

１ タービン
１１ タービンロータ
１１ａ タービン翼溝
１１ｂ〜１１ｄ 凹部
１１ｅ 内部亀裂
１２ タービン翼
１２ａ 翼プロファイル部
１２ｂ 翼根部
１２ｃ 凸部
２１ 打音部
２２ 集音部
Ａ１ 検査対象領域
Ａ２ 非損傷領域
Ａ３ 損傷領域
Ｐ１〜Ｐ４ 特定点

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】