A Study on a Crack Evaluation Technique for Turbine Blade Root Using Phased Array Ultrasonics

위상배열 초음파를 이용한 터빈 블레이드 루트부내 결함평가 기법 연구

  • 조용상 (한전 전력연구원 발전연구실) ;
  • 정계조 (한전 전력연구원 발전연구실) ;
  • 박상기 (한전 전력연구원 발전연구실) ;
  • 김재훈 (충남대학교 기계설계공학과)
  • Published : 2004.04.30

Abstract

Ultrasonic testing is a kind of nondestructive test to detect a crack or discontinuity in materials or on material surfaces by sending ultrasound to it. This conventional ultrasonic technique has some limitations in reliably detecting crack or accurately assessing materials in the case of complex-shaped power plant components such as a turbine blade root. An alternative method for such a difficult inspection is highly needed. In this study, application of a phased array ultrasonic testing (UT) system to a turbine blade, one of the critical power plant components, has been considered, and the particular incident angle has been determined so that the greatest track detectability and the most accurate crack length evaluation nay be achieved. The response of ultrasonic phased array was also analyzed to establish a special method to determine the track )ength without moving the transducer. The result showed that the developed method for crack length assessment is a more accurate and effective method, compared with the conventional method.

초음파검사는 재료의 표면 또는 내부에 존재하는 불 연속부를 검출하기 위해, 초음파를 재료에 전달시켜 검사하는 비파괴검사법의 일종이다. 이러한 일반 초음파검사 방법 및 일반 결함평가 방법은 복잡한 형상에서 반사되는 신호로부터 결함을 구분하기가 어려워 결함의 평가 및 검사결과에 신뢰성이 떨어지고 있는 실정이다. 따라서 이러한 crack성 결함의 발생 가능성이 높으나 기존의 초음파검사 방법으로는 결함 판별에 어려움이 있는 설비에서의 검사방법 및 결함평가 방법의 제고가 필수 불가결한 실정이다. 본 연구에서는 위상배열 초음파를 사용하여 크랙 검출능력이 높고 길이 평가가 가장 정확한 방사각도를 규명하고, 주요발전설비중 하나인 터빈에 적용하였다. 기존의 초음파 검사 방식이 아닌 위상배열 초음파를 이용하여 결함의 크기를 평가할 수 있는 신 기법 및 이를 이용하여 터빈 블레이드 루트부 내에 존재하는 미세 결함에 대하여 크기평가 방법 및 결함탐지 방법에 대하여 고찰하였다.

Keywords

References

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