Ultrasonic Flaw Detection of Turbine Blade Roots

터빈 동익 Root부 초음파 탐상

The necessity of ultrasonic inspection to detect the cracks in turbine blade is being increased as the forced outage of nuclear power plants have been occurred due to blade failure in turbine components. However, the complex blade root geometry causes the ultrasonic inspection technique not to be established yet and much effort is required to set up a more reliable inspection. In this paper, the ultrasonic inspection technique for flaw detectability, skew angle effect, identification of flaw and geometric signal have been investigated with a test block and discussed the interpretation of ultrasonic signal through the acquisition and analysis of RF waveform. The experimental results show that the proper examination procedure can be established. It is required that the skew angle is essential to decrease the effect of signals from the complex blade geometry. The present results of this study can be applied to the site inspection without blade disassembly.

원자력발전소 터빈 계통의 손상중에서 blade의 파손에 따른 원전의 불시 정지가 발생함에 따라 blade 균열 검출을 위한 초음파 검사의 필요성이 증가하고 있다. 그러나 터빈 blade root부 결함 탐지를 위한 초음파검사 방법은 그 형상의 복잡성으로 인하여 검사 기술이 아직 확립되지 자아 검사의 신뢰성 확보에 대한 많은 연구가 요망되고 있다. 본 연구에서는 터빈 blade에 인공 결함을 가공한 다음 초음파 검사시 복잡한 형상을 가진 blade root부 구멍 주위의 결함 검출 능력, skew angle 영향, 실제 결함과 기하학적 신호사이의 신호 구분에 대한 내용를 조사하였으며, 또한 RF 신호수집, 해석을 통하여 신호 분류 특성에 대한 연구도 병행하였다. 실험 결과 pin hole 주위의 초음파 균열 탐지를 위하여 인공 결함이 있는 blade 시편을 이용함으로 결함 검출을 위한 최적 검사조건의 도출이 가능하였고, blade의 복잡형상에 기인한 기하학적 영향을 줄이기 위해서는 skew angle 이 필수적인 것으로 나타났다. 따라서 본 연구 결과를 적용하면 blade root부위의 내부 균열 탐지를 위해 blade 를 해체함이 없이 현장 검사의 신뢰도를 제고할 수 있다.