KR102654746B1 - Blade inspection device of gas turbine - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예는 발전용 가스터빈의 로터에 체결된 블레이드 내부 유로에서의 결함을 전기 역학적 임피던스(EMI)기반으로 신속하고 용이하게 검출할 수 있는 가스터빈의 블레이드 검사장치를 제공하기 위한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 가스터빈의 블레이드 검사장치는 가스터빈의 로터에 결합되는 블레이드의 일면에 접촉하여 전기 역학적 임피던스 방법을 이용하여 미리 설정된 일정한 경계조건하에서 블레이드 포인트마다 임피던스 값을 측정하고, 로터의 가진에 대응하는 임피던스 차이를 검출하여 해당되는 임피던스 검출값을 발생하는 검출부, 검출부의 이동력을 발생하는 구동부, 그리고 가이드봉 형상을 갖고 구동부에 일측이 축 연결되고 타측에 검출부가 결합되며, 구동부의 구동에 연동되어 검출부의 축 방향 이동을 안내하는 종동부를 포함한다.An embodiment of the present invention is intended to provide a gas turbine blade inspection device that can quickly and easily detect defects in the internal passage of a blade fastened to the rotor of a power generation gas turbine based on electrodynamic impedance (EMI). The gas turbine blade inspection device according to an embodiment of the present invention contacts one surface of the blade coupled to the rotor of the gas turbine and measures the impedance value for each blade point under certain preset boundary conditions using an electrodynamic impedance method, and the rotor A detection unit that detects the impedance difference corresponding to the excitation and generates the corresponding impedance detection value, a drive unit that generates the moving force of the detection unit, and a guide rod-shaped one side is axially connected to the drive unit and the detection unit is coupled to the other side, and the drive unit It includes a follower part that is linked to the drive of and guides the axial movement of the detection part.
Description
본 발명은 가스터빈의 블레이드 검사장치에 관한 것이다.The present invention relates to a gas turbine blade inspection device.
발전용 가스터빈의 로터에 체결된 블레이드의 검사는 크게 2가지 상황에 따라 검사한다. 첫 번째는 로터에서 블레이드를 분리해서 검사하는 경우이고, 두 번째는 로터에 블레이드가 체결된 상태에서 검사하는 경우이다. 로터에서 블레이드를 분리해서 전수 검사하는 경우는 블레이드의 특별한 결함이 있거나, 정해진 A급 계획예방정비 기간에 진행한다. Blades fastened to the rotor of a gas turbine for power generation are inspected in two main situations. The first is when the blade is separated from the rotor and inspected, and the second is when the blade is inspected with the blade fastened to the rotor. In cases where the blades are separated from the rotor and a complete inspection is conducted when there is a special defect in the blades or during a designated Class A planned preventive maintenance period.
다음으로 로터에 블레이드가 체결된 상태에서의 검사는 계획예방정비 기간에 일반적인 정비점검으로 로터에 체결된 블레이드 검사에서 결함이 발견되었을 경우 로터에서 블레이드를 분해하여 정밀 검사한다. 이처럼 블레이드가 로터에 체결된 상태에서 결함을 검사하는 것이 계획예방정비기간 정비점검에 매우 중요한 요소이다.Next, the inspection with the blades fastened to the rotor is a general maintenance inspection during the planned preventive maintenance period. If a defect is found in the inspection of the blades fastened to the rotor, the blades are disassembled from the rotor and inspected closely. In this way, inspecting defects while the blade is fastened to the rotor is a very important element in maintenance inspection during the planned preventive maintenance period.
한편, 블레이드가 로터에 체결된 상태에서의 블레이드 검사는 액체 침투 탐상 검사(Liquid Penetrant Examination), 와전류검사(Eddy Current Test), 초음파 탐상검사(Ultrasonic Testing)를 포함한다. Meanwhile, blade inspection when the blade is fastened to the rotor includes liquid penetrant examination, eddy current test, and ultrasonic testing.
그런데, 종래기술에 따른 가스터빈의 로터에 체결된 블레이드 검사방법은 검사 범위가 국한되고, 검사자의 기량차이에 의해서 그 결과 값이 불분명하다. 또한, 가스터빈의 로터에 체결된 블레이드의 경우 내부와 외부로 블레이드 냉각을 위한 냉각홀을 가지고 있어, 블레이드 내부 유로에서의 결함이 발생되는데 이러한 블레이드의 결함을 검사할 수 있는 기술개발이 요구되고 있다.However, the inspection method for blades fastened to the rotor of a gas turbine according to the prior art has a limited inspection range, and the result is unclear due to differences in the inspector's skills. In addition, blades fastened to the rotor of a gas turbine have cooling holes on the inside and outside for blade cooling, and defects occur in the internal flow path of the blade. There is a need to develop technology that can inspect such blade defects. .
본 발명의 실시예는 발전용 가스터빈의 로터에 체결된 블레이드 내부 유로에서의 결함을 전기 역학적 임피던스(EMI)기반으로 신속하고 용이하게 검출할 수 있는 가스터빈의 블레이드 검사장치를 제공하기 위한 것이다.An embodiment of the present invention is intended to provide a gas turbine blade inspection device that can quickly and easily detect defects in the internal passage of a blade fastened to the rotor of a power generation gas turbine based on electrodynamic impedance (EMI).
본 발명의 실시예에 따른 가스터빈의 블레이드 검사장치는 가스터빈의 로터에 결합되는 블레이드의 일면에 접촉하여 전기 역학적 임피던스(EMI)방법을 이용하여 미리 설정된 일정한 경계조건하에서 블레이드 포인트마다 임피던스 값을 측정하고, 로터의 가진에 대응하는 임피던스 차이를 검출하여 해당되는 임피던스 검출값을 발생하는 검출부, 검출부의 이동력을 발생하는 구동부, 그리고 가이드봉 형상을 갖고 구동부에 일측이 축 연결되고 타측에 검출부가 결합되며, 구동부의 구동에 연동되어 검출부의 축 방향 이동을 안내하는 종동부를 포함한다.The gas turbine blade inspection device according to an embodiment of the present invention contacts one surface of the blade coupled to the rotor of the gas turbine and measures the impedance value for each blade point under certain preset boundary conditions using the electrodynamic impedance (EMI) method. A detection unit that detects the impedance difference corresponding to the excitation of the rotor and generates the corresponding impedance detection value, a drive unit that generates the moving force of the detection unit, and a guide rod shape, one side of which is axially connected to the drive unit, and the detection unit is coupled to the other side. It includes a follower unit that guides the axial movement of the detection unit in conjunction with the driving of the drive unit.
검출부는 블레이드의 형상에 대응하여 구비되며, 블레이드의 응답파를 전달하는 접촉 매질, 가진되는 에너지를 접촉 매질을 통해 블레이드로 전달하고 블레이드의 응답파를 전달받는 압전재료, 압전재료의 가진과 응답성을 고려하여 형성되어 후면 반사파를 제거하는 백킹 에폭시, 압전재료의 일면을 그라운드(ground)로 유지하는 전도성링, 일측은 압전재료와 전기적으로 연결되고 타측은 전선과 전기적으로 연결되어 데이터 수집부(DAQ ; Data Acquisition)에서 발생하는 신호를 압전재료에 전달하는 매칭부, 그리고 블레이드와 검출부가 접촉하는 접촉압력을 측정하는 로드셀을 포함할 수 있다.The detection unit is provided in response to the shape of the blade, a contact medium that transmits the response wave of the blade, a piezoelectric material that transmits the excited energy to the blade through the contact medium and receives the response wave of the blade, and the excitation and response of the piezoelectric material. Backing epoxy that removes back reflected waves, a conductive ring that keeps one side of the piezoelectric material as ground, one side is electrically connected to the piezoelectric material, and the other side is electrically connected to a wire to form a data collection unit (DAQ). ; Data Acquisition) may include a matching unit that transmits the signal generated from the piezoelectric material to the piezoelectric material, and a load cell that measures the contact pressure where the blade and the detection unit contact.
종동부에 결합되어 구동부와 검출부의 사이에 구비되며, 검출부의 일측이 블레이드의 일면에 접촉할 때 접촉위치를 안내하는 가이드부를 더 포함할 수 있다.It is coupled to the driven part and provided between the driving part and the detecting part, and may further include a guide part that guides the contact position when one side of the detecting part contacts one surface of the blade.
가이드부는 가이드 레이저를 포함하며, 가이드 레이저의 포인트로 측정지점을 확인하고 구동부의 구동으로 검출부를 블레이드의 측정지점에 미리 설정된 접촉압력으로 접촉할 수 있다.The guide part includes a guide laser, and the measuring point can be confirmed with the point of the guide laser, and the detection part can be brought into contact with the measuring point of the blade with a preset contact pressure by driving the driving part.
로드셀에 의해서 측정된 접촉압력이 미리 설정된 일정값이 되면 구동부의 기동은 중지될 수 있다.When the contact pressure measured by the load cell reaches a preset certain value, the operation of the driving unit may be stopped.
구동부는 서브모터를 포함하며, 검출부로부터 입력되는 임피던스 검출값을 분석하여 미리 설정된 일정 값의 접촉압력을 지지할 수 있다.The driving unit includes a submotor and can support a contact pressure of a preset constant value by analyzing the impedance detection value input from the detection unit.
체결이 간편한 검출부를 블레이드에 접촉하여 전기 역학적 임피던스(EMI)를 측정함으로써 블레이드의 임피던스 값을 용이하게 측정할 수 있고, 측정신호를 분석하여 블레이드의 내부와 외부 결함 유무를 블레이드 당 짧은 측정시간으로 신속하게 검사할 수 있는 효과가 있다.The impedance value of the blade can be easily measured by measuring the electrodynamic impedance (EMI) by contacting the easily fastened detector with the blade. By analyzing the measurement signal, the presence or absence of internal and external defects of the blade can be quickly determined with a short measurement time per blade. There is an effect that can be easily inspected.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스터빈의 블레이드 검사장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가스터빈의 블레이드 검사장치를 이용한 블레이드 검사상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3과 도 4는 EMI 상태진단 결과를 예시한 도면이다.Figure 1 is a diagram showing a gas turbine blade inspection device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram schematically showing a blade inspection state using a gas turbine blade inspection device according to an embodiment of the present invention.
Figures 3 and 4 are diagrams illustrating EMI status diagnosis results.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is only intended to refer to specific embodiments and is not intended to limit the invention. As used herein, singular forms include plural forms unless phrases clearly indicate the contrary. As used in the specification, the meaning of "comprising" is to specify a specific characteristic, area, integer, step, operation, element, and/or component, and to specify another specific property, area, integer, step, operation, element, component, and/or group. It does not exclude the existence or addition of .
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Although not defined differently, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as those generally understood by those skilled in the art in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries are further interpreted as having meanings consistent with related technical literature and currently disclosed content, and are not interpreted in ideal or very formal meanings unless defined.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스터빈의 블레이드 검사장치를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가스터빈의 블레이드 검사장치를 이용한 블레이드 검사상태를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 3은 EMI 상태진단 결과를 예시한 도면이다. Figure 1 is a diagram showing a blade inspection device for a gas turbine according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is a diagram schematically showing a blade inspection state using a blade inspection device for a gas turbine according to an embodiment of the present invention. , Figure 3 is a diagram illustrating the results of EMI status diagnosis.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가스터빈의 블레이드 검사장치는 검출부(1), 구동부(4), 종동부(3)를 포함하며, 발전용 가스터빈의 로터(100)에 체결된 블레이드(110) 내부 유로에서의 결함을 용이하게 검사할 수 있다. Referring to FIGS. 1 to 3, the gas turbine blade inspection device according to an embodiment of the present invention includes a detection unit (1), a driver unit (4), and a follower unit (3), and a rotor (100) of a gas turbine for power generation. ) can be easily inspected for defects in the internal passage of the blade 110 fastened to the.
본 발명의 실시예에 따른 가스터빈의 블레이드 검사장치는 EMI(Electro-Mechanical Impedance)방법을 이용한 로터 체결 블레이드 검사장치이다. 발전소 계획예방정비 기간에는 블레이드(110)가 체결된 로터(100)를 하우징에서 분리하여 정비하게 되는데, 회전 선반에 안착된 로터(100)에 체결된 블레이드(110)를 대상으로 검사할 수 있다.The gas turbine blade inspection device according to an embodiment of the present invention is a rotor fastened blade inspection device using the EMI (Electro-Mechanical Impedance) method. During the planned preventive maintenance period of a power plant, the rotor 100 to which the blades 110 are fastened is separated from the housing for maintenance. The blades 110 fastened to the rotor 100 mounted on a rotating shelf can be inspected.
검출부(1)는 가스터빈의 로터(100)에 결합되는 블레이드(110)의 일면에 접촉하여 전기 역학적 임피던스(EMI ; Electro-Mechanical Impedance)방법을 이용하여 미리 설정된 일정한 경계조건하에서 블레이드 포인트마다 임피던스(Impedance) 값을 측정하고, 로터(100)의 가진에 대응하는 임피던스 차이를 검출하여 해당되는 임피던스 검출값을 발생한다. 검출부(1)는 블레이드(110)에 접촉하여 로터(100)를 가진하고 그 결과에 따르는 임피던스 차이를 분석하는 검사센서 기능을 한다.The detection unit 1 contacts one surface of the blade 110 coupled to the rotor 100 of the gas turbine and detects the impedance ( Impedance) value is measured, and the impedance difference corresponding to the excitation of the rotor 100 is detected to generate the corresponding impedance detection value. The detection unit 1 functions as an inspection sensor that excites the rotor 100 by contacting the blade 110 and analyzes the resulting impedance difference.
구동부(4)는 검출부의 이동력을 발생한다. 구동부(4)는 서브모터를 포함하며, 검출부(1)로부터 입력되는 임피던스 검출값을 분석하여 미리 설정된 일정 값의 접촉압력을 지지한다.The driving unit 4 generates a moving force of the detection unit. The driving unit 4 includes a submotor and analyzes the impedance detection value input from the detection unit 1 to support a contact pressure of a preset constant value.
종동부(3)는 가이드봉 형상을 갖고 구동부(4)에 일측이 축 연결되고 타측에 검출부(1)가 결합되며, 구동부(4)의 구동에 연동되어 검출부의 축 방향 이동을 안내한다.The driven part 3 has a guide rod shape, one side is axially connected to the driving part 4, and the other side is coupled to the detecting part 1, and is linked to the driving of the driving part 4 to guide the axial movement of the detecting part.
본 발명의 실시예에 따른 가스터빈의 블레이드 검사장치는 종동부(3)에 결합되어 구동부(4)와 검출부(1)의 사이에 구비되며, 검출부(1)의 일측이 블레이드(110)의 일면에 접촉할 때 접촉위치를 안내하는 가이드부(2)를 더 포함한다. The gas turbine blade inspection device according to an embodiment of the present invention is coupled to the driven part 3 and provided between the driving part 4 and the detecting part 1, and one side of the detecting part 1 is one side of the blade 110. It further includes a guide portion (2) that guides the contact position when contacting.
가이드부(2)는 가이드 레이저를 포함하며, 가이드 레이저의 포인트로 측정지점을 확인하고 구동부(4)의 구동으로 검출부(1)를 블레이드(110)의 측정지점에 미리 설정된 접촉압력으로 접촉한다. 가이드부(2)는 가이드 레이저로 최초 검출부(1)가 블레이드(110)에 접촉할 때 접촉위치를 가늠하는 센서 기능을 한다.The guide unit 2 includes a guide laser, and the measurement point is confirmed with the point of the guide laser, and the detection unit 1 is driven by the drive unit 4 to contact the detection unit 1 with a preset contact pressure to the measurement point of the blade 110. The guide unit 2 is a guide laser and functions as a sensor to determine the contact position when the first detection unit 1 contacts the blade 110.
한편, 로터(100)의 양쪽 끝단에 설치된 회전모터로 로터(100)를 회전시키며 블레이드 포인트 마다 데이터를 취득하여 분석장비로 분석할 수 있다. 여기서, 분석장비는 가이드부(2)로 측정지점을 확인하고 구동부(4)를 구동하여 검출부(1)의 접촉 매질(5)을 블레이드(110)에 접촉시키는 일련의 제어동작을 수행한다. 블레이드(110)에 접촉되는 압력은 검출부(1)에 의해서 측정 값이 계산되고 일정 값이 되면 구동부(4)의 기동은 중지할 수 있다. 결과적으로 일정한 경계조건 하에서 블레이드 포인트 마다 임피던스 값을 측정하고, 이를 이용하여 블레이드(110)의 표면 결함 유무 결과를 분석할 수 있다. Meanwhile, the rotor 100 is rotated using rotation motors installed at both ends of the rotor 100, and data can be acquired for each blade point and analyzed with analysis equipment. Here, the analysis equipment confirms the measurement point with the guide unit 2 and drives the drive unit 4 to perform a series of control operations that bring the contact medium 5 of the detection unit 1 into contact with the blade 110. The pressure in contact with the blade 110 is calculated as a measured value by the detection unit 1, and when it reaches a certain value, the operation of the drive unit 4 can be stopped. As a result, the impedance value can be measured at each blade point under certain boundary conditions, and the result of the presence or absence of surface defects of the blade 110 can be analyzed using this.
분석장비는 검출부(1)로부터 공급되는 블레이드(110) 내부와 외부 결함 유무 상태신호를 분석하여 블레이드(110) 내부와 외부 결함 유무 검사와 관련된 전반적인 제어동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 분석장비는 미리 설정된 블레이드(110) 내부와 외부 결함 유무 검사 제어조건에 따라 구동부(4)의 구동과 검출부(1)의 블레이드(110) 내부와 외부 결함 유무 검사 관련 제어동작을 제어할 수 있다. 분석장비는 타이머를 포함할 수 있다. The analysis equipment analyzes the state signals for the presence or absence of defects inside and outside the blade 110 supplied from the detection unit 1 and can perform overall control operations related to inspection for the presence or absence of defects inside and outside the blade 110. For example, the analysis equipment controls the operation of the driving unit 4 and the control operations related to the inspection of the internal and external defects of the blade 110 of the detection unit 1 according to preset inspection control conditions for defects inside and outside the blade 110. can do. The analysis equipment may include a timer.
분석장비는 정보 처리 장치의 프로세서에 의하여 연산, 처리 등이 되는 것으로, 컴퓨터에서 특정한 기능을 수행하는 프로그램의 논리적인 일부분을 뜻하며, 소프트웨어, 하드웨어 등으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 정보 처리 장치는 퍼스널 컴퓨터(personal computer), 핸드헬드 컴퓨터(handheld computer), PDA(personal digital assistant), PLC(programmable logic controller), 휴대폰, 스마트 기기, 태블릿(tablet) 등이 있다. 예를 들어, 분석장비는 컴퓨터 또는 PLC에 블레이드(110) 내부와 외부 결함 유무 검사와 관련된 프로그램이 프로그래밍되어 블레이드(110) 내부와 외부 결함 유무 검사와 관련된 전반적인 제어동작을 수행하도록 운영될 수 있다. Analysis equipment is a logical part of a program that performs calculations and processing by the processor of an information processing device and performs a specific function on a computer, and can be implemented in software, hardware, etc. For example, information processing devices include personal computers, handheld computers, personal digital assistants (PDAs), programmable logic controllers (PLCs), mobile phones, smart devices, and tablets. For example, the analysis equipment may be programmed in a computer or PLC with a program related to the inspection of the internal and external defects of the blade 110 and operated to perform overall control operations related to the inspection of the internal and external defects of the blade 110.
분석장비는 블레이드(110) 내부와 외부 결함 유무 검사와 관련된 데이터를 저장하는 메모리를 별도로 구비할 수 있다. 메모리는 블레이드(110) 내부와 외부 결함 유무 검사와 관련된 프로그램 제어 및 정보 처리, 관련 데이터와 프로그램을 저장하는 장치로, 고속 랜덤 액세스 메모리(high-speed random access memory), 자기 디스크 저장 장치, 플래시 메모리 장치, 기타 비휘발성 고체 상태 메모리 장치(non-volatile solid-state memory device) 등의 비휘발성 메모리 등 다양한 종류의 메모리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리에는 블레이드(110) 내부와 외부 결함 유무 검사에 대한 기준값이 설정되어 저장될 수 있다.The analysis equipment may be separately equipped with a memory that stores data related to inspection of the internal and external defects of the blade 110. Memory is a device that controls program control and information processing related to inspection of internal and external defects of the blade 110 and stores related data and programs, such as high-speed random access memory, magnetic disk storage device, and flash memory. It may include various types of memory, such as non-volatile memory such as devices and other non-volatile solid-state memory devices. For example, reference values for inspection of internal and external defects of the blade 110 may be set and stored in the memory.
도 1과 도 2를 참조하면, 검출부(1)는 접촉 매질(5), 압전재료(6), 백킹 에폭시(7, Backing Epoxy), 전도성링(8), 매칭부(9), 로드셀(10)을 포함하며, 전기 역학적 임피던스(EMI ; Electro-Mechanical Impedance)를 이용하여 로터에 체결된 블레이드(110) 내부와 외부 결함 유무를 검사할 수 있다.Referring to Figures 1 and 2, the detection unit (1) includes a contact medium (5), a piezoelectric material (6), a backing epoxy (7), a conductive ring (8), a matching unit (9), and a load cell (10). ), and the presence or absence of defects inside and outside the blades 110 fastened to the rotor can be inspected using electro-mechanical impedance (EMI).
접촉 매질(5)은 블레이드(110)의 형상에 대응하여 구비되며, 블레이드(110)의 응답파를 전달한다.The contact medium 5 is provided to correspond to the shape of the blade 110 and transmits the response wave of the blade 110.
압전재료(6)는 가진되는 에너지를 접촉 매질(5)을 통해 블레이드(110)로 전달하고 블레이드(110)의 응답파를 전달받는 압전센서를 포함한다. 압전재료(6)는 블레이드(110)의 사이즈와 크기를 고려하여, 재질과 크기를 설정할 수 있다.The piezoelectric material 6 transmits excited energy to the blade 110 through the contact medium 5 and includes a piezoelectric sensor that receives the response wave of the blade 110. The material and size of the piezoelectric material 6 can be set in consideration of the size and size of the blade 110.
백킹 에폭시(7)는 압전재료(6)의 가진과 응답성을 고려하여 형성되어 후면 반사파를 제거한다.The backing epoxy 7 is formed in consideration of the excitation and responsiveness of the piezoelectric material 6 to eliminate back-reflected waves.
전도성링(8)은 압전재료(6)의 일면을 그라운드(ground)로 유지한다.The conductive ring 8 maintains one surface of the piezoelectric material 6 as ground.
매칭부(9)는 일측은 압전재료(6)와 전기적으로 연결되고 타측은 전선과 전기적으로 연결되어 데이터 수집부(DAQ ; Data Acquisition)에서 발생하는 신호를 압전재료(6)에 전달한다.One side of the matching unit 9 is electrically connected to the piezoelectric material 6 and the other side is electrically connected to a wire to transmit a signal generated from the data acquisition unit (DAQ) to the piezoelectric material 6.
로드셀(10)은 블레이드(110)와 검출부(1)가 접촉하는 접촉압력을 측정한다. 로드셀(10)에 의해서 측정된 접촉압력이 미리 설정된 일정값이 되면 구동부(4)의 기동은 중지된다.The load cell 10 measures the contact pressure between the blade 110 and the detection unit 1. When the contact pressure measured by the load cell 10 reaches a preset constant value, the operation of the drive unit 4 is stopped.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 가스터빈의 블레이드 검사장치를 이용하면, 로터(100)에 체결된 블레이드(110)를 전기 역학적 임피던스(EMI ; Electro-Mechanical Impedance)를 이용하여 블레이드(110) 내부와 외부 결함 유무를 판단할 수 있다. 전기 역학적 임피던스(EMI)기반의 블레이드 손상평가는 압전방식을 이용하여 블레이드(110)를 가진하고 동시에 그 블레이드(110)의 전기적 임피던스와 역학적 임피던스의 변화를 검사할 수 있다. 이때, 블레이드(110)의 임피던스(Zs)는 압전재료(6)의 임피던스(Za)가 되며 압전재료(6)와 블레이드(110)의 상호 연계된 전기적 임피던스 값은 미리 설정된 식으로 산출될 수 있다. 결과적으로 본 발명의 실시예에 따른 검출부(1)를 블레이드(110)에 접촉하여 전기 역학적 임피던스(EMI)를 측정하면, 블레이드(110)의 임피던스(Zs)값을 측정할 수 있고, 측정신호를 분석하면 블레이드(110)의 내부와 외부 결함 유무를 판단할 수 있다.As described above, when using the gas turbine blade inspection device according to the embodiment of the present invention, the blades 110 fastened to the rotor 100 are inspected using electro-mechanical impedance (EMI). ) The presence or absence of internal and external defects can be determined. Blade damage evaluation based on electrodynamic impedance (EMI) can excite the blade 110 using a piezoelectric method and simultaneously inspect changes in the electrical and mechanical impedance of the blade 110. At this time, the impedance (Zs) of the blade 110 becomes the impedance (Za) of the piezoelectric material 6, and the electrical impedance value linked to the piezoelectric material 6 and the blade 110 can be calculated using a preset formula. . As a result, when the electrodynamic impedance (EMI) is measured by contacting the detection unit 1 according to an embodiment of the present invention to the blade 110, the impedance (Zs) value of the blade 110 can be measured, and the measurement signal Through analysis, the presence or absence of internal and external defects of the blade 110 can be determined.
본 발명의 실시예에 따른 검출부(1)로 블레이드(110)를 검사할 경우 체결이 간편하고 블레이드(110)당 측정시간이 5분 이내로 짧기 때문에 신속하게 블레이드(110)의 결함 유무를 판단할 수 있다. 결과적으로 얻게 되는 최종 결과는 도 3과 도 4에 도시한 바와 같이 나타나게 되며 추후 결과데이터를 분석하여, 블레이드(110) 내부와 외부 결함 유무, 구속조건 상태 등을 판단하는 용도로 활용할 수 있다. 본 발명의 실시예는 정부과제 ‘F(1350'C)급 이상 가스터빈 블레이드 시제품 성능 검증기술개발’와 관련하여 국산 개발되는 가스터빈 블레이드를 대상으로 데이터를 축적하여 국산 터빈 블레이드 유지 보수 및 안정성 제고에 기여할 수 있다.When inspecting the blade 110 with the detection unit 1 according to an embodiment of the present invention, fastening is easy and the measurement time per blade 110 is short (less than 5 minutes), so the presence or absence of a defect in the blade 110 can be quickly determined. there is. As a result, the final result obtained is displayed as shown in FIGS. 3 and 4, and the resulting data can be analyzed later and used to determine the presence or absence of defects inside and outside the blade 110, the state of constraints, etc. The embodiment of the present invention accumulates data on gas turbine blades developed domestically in relation to the government project 'Development of performance verification technology for gas turbine blade prototypes of F (1350'C) class or higher' to improve maintenance and stability of domestically produced turbine blades. can contribute to
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 여기에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 다양하게 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이것도 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and can be implemented with various modifications within the scope of the claims, the detailed description of the invention, and the accompanying drawings, and this is also possible. It is natural that it falls within the scope of the present invention.
1 ; 검출부 2 ; 가이드부
3 ; 종동부 4 ; 구동부
5 ; 접촉 매질 6 ; 압전재료
7 ; 백킹 에폭시 8 ; 전도성링
9 ; 매칭부 10 ;로드셀
100 ; 로터 110 ; 블레이드 One ; Detection unit 2; Guide department
3 ; Follower 4 ; driving part
5 ; contact medium 6; Piezoelectric material
7 ; backing epoxy 8; conductive ring
9 ; Matching unit 10; load cell
100 ; rotor 110; blade
Claims (9)
상기 검출부의 이동력을 발생하는 구동부, 그리고
가이드봉 형상을 갖고 상기 구동부에 일측이 축 연결되고 타측에 상기 검출부가 결합되며, 상기 구동부의 구동에 연동되어 상기 검출부의 축 방향 이동을 안내하는 종동부
를 포함하며,
상기 검출부는
상기 블레이드의 형상에 대응하여 구비되며, 상기 블레이드의 응답파를 전달하는 접촉 매질,
가진되는 에너지를 상기 접촉 매질을 통해 상기 블레이드로 전달하고 상기 블레이드의 응답파를 전달받는 압전재료,
일측은 상기 압전재료와 전기적으로 연결되고 타측은 전선과 전기적으로 연결되어 데이터 수집부(DAQ ; Data Acquisition)에서 발생하는 신호를 상기 압전재료에 전달하는 매칭부,
상기 압전재료의 가진과 응답성을 고려하여 형성되어 후면 반사파를 제거하는 백킹 에폭시,
상기 압전재료의 일면을 그라운드(ground)로 유지하는 전도성링, 그리고
상기 블레이드와 상기 검출부가 접촉하는 접촉압력을 측정하는 로드셀
을 포함하며,
가이드부로 측정지점을 확인하고 상기 구동부를 구동하여 상기 검출부의 상기 접촉 매질을 상기 블레이드에 접촉시키는 일련의 제어동작을 수행하며, 블레이드 포인트 마다 임피던스 값을 측정하고, 이를 이용하여 상기 블레이드의 표면 결함 유무 결과를 분석하는 분석장비를 더 포함하고,
상기 블레이드의 임피던스(Zs)는 상기 압전재료의 임피던스(Za)가 되며 상기 압전재료와 상기 블레이드의 상호 연계된 전기적 임피던스 값은 미리 설정된 식으로 산출되므로, 상기 검출부를 상기 블레이드에 접촉하여 전기 역학적 임피던스(EMI)를 측정하고, 상기 블레이드의 임피던스(Zs)값을 분석하여 상기 블레이드의 내부와 외부 결함 유무를 판단하는 가스터빈의 블레이드 검사장치.
By contacting one surface of the blade coupled to the rotor of the gas turbine, the impedance value is measured for each blade point under certain preset boundary conditions using the electro-mechanical impedance (EMI) method, and the excitation of the rotor is measured. A detection unit that detects the corresponding impedance difference and generates a corresponding impedance detection value, and checks changes in the electrical impedance and mechanical impedance of the blade to generate a status signal for the presence or absence of internal and external defects of the blade,
A driving unit that generates a moving force of the detection unit, and
A follower part has a guide rod shape, one side of which is axially connected to the driving part, and the detection part is coupled to the other side, and is linked to the driving of the driving part to guide the axial movement of the detecting part.
Includes,
The detection unit
A contact medium provided to correspond to the shape of the blade and transmitting the response wave of the blade,
A piezoelectric material that transmits excited energy to the blade through the contact medium and receives a response wave from the blade,
A matching unit that has one side electrically connected to the piezoelectric material and the other side electrically connected to a wire to transmit a signal generated from a data acquisition unit (DAQ) to the piezoelectric material;
A backing epoxy formed in consideration of the excitation and responsiveness of the piezoelectric material to remove back reflected waves,
A conductive ring that maintains one surface of the piezoelectric material as ground, and
A load cell that measures the contact pressure of the blade and the detection unit.
Includes,
The measurement point is confirmed by the guide unit, the drive unit is driven to perform a series of control operations that bring the contact medium of the detection unit into contact with the blade, the impedance value is measured at each blade point, and the presence or absence of surface defects of the blade is determined using this. It further includes analysis equipment to analyze the results,
The impedance (Zs) of the blade becomes the impedance (Za) of the piezoelectric material, and the electrical impedance value linked to the piezoelectric material and the blade is calculated in a preset manner, so that the electrodynamic impedance is measured by contacting the detection unit with the blade. A gas turbine blade inspection device that measures (EMI) and analyzes the impedance (Zs) value of the blade to determine the presence or absence of internal and external defects of the blade.
상기 로드셀에 의해서 측정된 접촉압력이 미리 설정된 일정값이 되면 상기 구동부의 기동은 중지되는 가스터빈의 블레이드 검사장치.In paragraph 1:
A gas turbine blade inspection device in which operation of the driving unit is stopped when the contact pressure measured by the load cell reaches a preset constant value.
상기 구동부는 서브모터를 포함하며, 상기 검출부로부터 입력되는 임피던스 검출값을 분석하여 미리 설정된 일정 값의 접촉압력을 지지하는 가스터빈의 블레이드 검사장치.In paragraph 6:
A blade inspection device for a gas turbine wherein the driving unit includes a submotor, and supports a contact pressure of a preset constant value by analyzing the impedance detection value input from the detection unit.
상기 가이드부는 상기 종동부에 결합되어 상기 구동부와 상기 검출부의 사이에 구비되며, 상기 검출부의 일측이 상기 블레이드의 일면에 접촉할 때 접촉위치를 안내하는 것을 특징으로 하는 가스터빈의 블레이드 검사장치.In paragraph 1:
The guide part is coupled to the driven part and provided between the driving part and the detection part, and guides the contact position when one side of the detection part contacts one surface of the blade.
상기 가이드부는 가이드 레이저를 포함하며,
상기 가이드 레이저의 포인트로 측정지점을 확인하고 상기 구동부의 구동으로 상기 검출부를 상기 블레이드의 측정지점에 미리 설정된 접촉압력으로 접촉하는 가스터빈의 블레이드 검사장치.In paragraph 8:
The guide unit includes a guide laser,
A gas turbine blade inspection device that confirms the measurement point with the point of the guide laser and contacts the detection unit with a preset contact pressure to the measurement point of the blade by driving the drive unit.
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|---|---|---|---|---|
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