JP2000137012A - Heat resistance measurement of coating layer - Google Patents
Heat resistance measurement of coating layerInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、基材に施されたコ
ーティング層の劣化による熱抵抗変化を測定する方法に
関する。更に詳述すると、本発明は、特にガスタービン
燃焼器の内部などにおいてコーティング層およびこのコ
ーティング層が施された内壁などの基材を破壊すること
なく非接触で熱抵抗を求め、熱的特性を評価する方法の
改良に関する。The present invention relates to a method for measuring a change in thermal resistance due to deterioration of a coating layer applied to a substrate. More specifically, the present invention determines the thermal resistance in a non-contact manner without breaking a coating layer and a base material such as an inner wall provided with the coating layer, particularly in the interior of a gas turbine combustor, and determines the thermal characteristics. It relates to improvement of the evaluation method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】高効率化のため燃焼ガスの高温化が進む
ガスタービンにおいては、高温部品の基材を高温ガスか
ら保護する遮熱コーティング（Thermal Barrier Coatin
g ，略してＴＢＣともいう）が必要不可欠な技術となっ
ており、例えばガスタービン燃焼器、１段静翼、１段動
翼などに施されている。2. Description of the Related Art In a gas turbine in which the temperature of a combustion gas is increased in order to improve efficiency, a thermal barrier coating (Thermal Barrier Coatin) for protecting a base material of a high-temperature component from the high-temperature gas is used.
g, abbreviated as TBC) is an indispensable technology, and is applied to, for example, a gas turbine combustor, a single-stage stationary blade, a single-stage moving blade, and the like.
【０００３】このような高温部品の基材表面に施されて
いるコーティング層では、運転時間が長くなるにつれて
割れ、減肉、緻密化、はく離などが生じ、熱が伝わりや
すくなることから遮熱性能が徐々に低下してしまう。こ
のため、このコーティング層に対しては定期的に点検、
保守を行い、所定の遮熱性能を下回るのを未然に防止す
る必要がある。[0003] The coating layer applied to the substrate surface of such a high-temperature component cracks, loses thickness, densifies, peels off, etc. as the operation time increases, and heat is easily transmitted, so that the heat shielding performance is increased. Gradually decreases. Therefore, check this coating layer regularly,
It is necessary to perform maintenance and prevent the heat insulation performance from falling below a predetermined level.
【０００４】ここで、遮熱性能はコーティング層熱抵抗
に相当するものであることから、熱抵抗測定法として提
案されているボイラチューブの内面に付着するスケール
量の非破壊検査法（特開昭５４−１０７４００号、特開
平２−１２６１４５号など）の応用が考えられる。しか
し、これらは測定面の裏側に付着しているスケールを検
出しようとするものであるため、必ずしも確実な検査法
とはいえず、検査の精度に対する問題があった。Here, since the heat shielding performance is equivalent to the thermal resistance of the coating layer, a non-destructive inspection method of the amount of scale adhering to the inner surface of the boiler tube, which has been proposed as a thermal resistance measuring method (Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-107400, JP-A-2-126145, etc.). However, these methods are intended to detect the scale adhering to the back side of the measurement surface, and thus are not necessarily reliable inspection methods, and have a problem in the accuracy of the inspection.
【０００５】一方、コーティング層の劣化に伴う厚さ変
化を検出する渦流探傷法や超音波探傷法による測定も提
案されている。しかしながら、これらは目視あるいは浸
透探傷によりコーティング層表面の割れを見て減肉状態
を捉えているにすぎず、緻密化に伴う遮熱性能低下まで
は捉えることができないため、基材温度の上昇をひき起
こす熱的な劣化状況を定量的に評価するものではない。On the other hand, measurement by an eddy current flaw detection method or an ultrasonic flaw detection method for detecting a change in thickness due to deterioration of a coating layer has been proposed. However, these methods only detect the thinning state by visually observing cracks on the surface of the coating layer by penetrant inspection or penetrating inspection, and cannot detect the decrease in the heat shielding performance due to densification. It does not quantitatively evaluate the thermal degradation that occurs.
【０００６】そこで、これらを解決すべく、コーティン
グ層を有する全ての部材に共通した非破壊検査の１つで
あるコーティング層熱抵抗測定法が提案されている。こ
の測定法は、遮熱コーティング層など基材と熱伝導率の
差異が大きいコーティング層の熱抵抗測定に特に有効で
ある。In order to solve these problems, there has been proposed a coating layer thermal resistance measuring method which is one of non-destructive inspections common to all members having a coating layer. This measurement method is particularly effective for measuring the thermal resistance of a coating layer having a large difference in thermal conductivity from a substrate such as a thermal barrier coating layer.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これま
でのコーティング層熱抵抗測定法では、センサを直接接
触させ測定するため、接触熱抵抗の評価が難しく、平滑
面でしか精度良く測定できないという問題があった。However, in the conventional method for measuring the thermal resistance of the coating layer, since the sensor is directly contacted and measured, it is difficult to evaluate the thermal resistance of the contact, and the measurement can be performed accurately only on a smooth surface. there were.
【０００８】また、従来の熱抵抗測定は十分に時間をか
けて定常加熱を行い、表と裏の温度が安定したところで
熱伝導率を測定し、コーティング層の厚みデータも用い
て熱抵抗を算出するものであるため、加熱中心から見て
測定対象形状に不均一な部位があると誤差が生じる、測
定に時間がかかるという問題も有していた。In the conventional thermal resistance measurement, steady heating is performed for a sufficient time, the thermal conductivity is measured when the front and back temperatures are stabilized, and the thermal resistance is calculated using the thickness data of the coating layer. Therefore, if there is a non-uniform part in the shape of the object to be measured when viewed from the center of heating, an error occurs and the measurement takes time.
【０００９】したがって、現状では、目視によりＴＢＣ
表面の割れ、剥離を見ているに過ぎず、母材温度の上昇
を引き起こす減肉、緻密化に関しては劣化状態を定量的
に評価する適当な手法は全くない状況にある。Therefore, at present, TBC is visually observed.
It is merely looking at surface cracking and delamination, and there is no suitable method for quantitatively evaluating the deterioration state with respect to wall thinning and densification that causes an increase in base material temperature.
【００１０】そこで本発明は、コーティング層の減肉、
緻密化などに起因する遮熱性能の低下を非破壊測定によ
り定量的に、しかも短時間で正確に測定・評価できるコ
ーティング層熱抵抗測定法を提供することを目的とす
る。Accordingly, the present invention provides a method for reducing the thickness of a coating layer.
An object of the present invention is to provide a coating layer thermal resistance measuring method capable of quantitatively and accurately measuring and evaluating a decrease in heat shielding performance due to densification by nondestructive measurement in a short time.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、基材に施されたコーティン
グ層の熱的特性が基準熱抵抗材から変化しているときの
当該コーティング層の熱抵抗を測定し評価するコーティ
ング層熱抵抗測定法において、基準熱抵抗材を任意の測
定加熱条件でのコーティング層の熱抵抗と検出温度との
相関関係を求め、コーティング層をコーティング層側か
ら加熱し、そのときの当該コーティング層の表面温度の
変化を測定し、この測定値と基準熱抵抗材の同じ条件で
測定した表面温度の変化とを比較し、その表面温度の変
化の差から、コーティング層の熱抵抗と検出温度との相
関関係を用いてこのコーティング層の熱抵抗変化量を算
出し、基準熱抵抗材の熱抵抗値をもとにコーティング層
の熱抵抗を求めるようにしたものである。In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a method for coating a base material having a thermal characteristic which is different from a reference thermal resistance material. In the coating layer thermal resistance measurement method that measures and evaluates the thermal resistance of the layer, the correlation between the thermal resistance of the coating layer and the detection temperature under any measurement and heating conditions is determined for the reference thermal resistance material, and the coating layer is placed on the coating layer side. From the surface temperature of the coating layer at that time is measured, the measured value is compared with the change in the surface temperature measured under the same conditions of the reference thermal resistance material, from the difference in the change in the surface temperature Calculates the thermal resistance change of the coating layer using the correlation between the thermal resistance of the coating layer and the detected temperature, and determines the thermal resistance of the coating layer based on the thermal resistance of the reference thermal resistance material Those were Unishi.
【００１２】すなわち、本発明では、対象物たるコーテ
ィング層の劣化状態を熱的観点から熱抵抗変化として捉
えており、しかもこの変化を、コーティング層の表面で
検出される温度（これを本明細書では単に検出温度と呼
ぶ）との相関関係から求めている。つまり、ここではコ
ーティング層を加熱したときに表面で検出される温度と
そのときの熱抵抗とが１対１対応となり関数として表さ
れ得ることに着目しており、例えば新材当時のコーティ
ング層といった基準熱抵抗材における両者の相関関係を
一定の条件のもとであらかじめ求めておき、その後、使
用されて遮熱性能が低下したコーティング層を同じ条件
のもとで加熱して表面温度を検出している。この場合、
表面検出温度と熱抵抗の関数的な相関関係が既に求めら
れているため、検出温度をパラメータとすることによ
り、その検出温度に対応する当該コーティング層の熱抵
抗を間接的に測定することができる。That is, in the present invention, the deterioration state of the coating layer as an object is regarded as a change in thermal resistance from a thermal point of view, and this change is detected at the temperature detected on the surface of the coating layer (this is referred to in the present specification). In this case, the temperature is simply referred to as a detected temperature.) In other words, here, we focus on the fact that the temperature detected on the surface when the coating layer is heated and the thermal resistance at that time can be expressed as a function in a one-to-one correspondence. The correlation between the two in the reference thermal resistance material is determined in advance under certain conditions, and then the surface temperature is detected by heating the coating layer that has been used and has reduced heat insulation performance under the same conditions. ing. in this case,
Since the functional correlation between the surface detection temperature and the thermal resistance has already been obtained, the thermal resistance of the coating layer corresponding to the detected temperature can be indirectly measured by using the detected temperature as a parameter. .
【００１３】要するに、本発明では、コーティング層の
遮熱性能を測定するに当たり、一度コーティング層の新
材時での熱抵抗と表面の検出温度の相関関係を求めてお
けば、あとは表面で検出される温度からその時点で有し
ている熱抵抗値が求められるので、従来のようにその厚
さや熱伝導率を測ったりせずに非破壊で当該コーティン
グ層の熱抵抗を求めることができる。しかも本測定法で
は、測定対象が測定面と同じ側であり、より精度の高い
測定が可能である。In short, according to the present invention, in measuring the heat shielding performance of the coating layer, once the correlation between the thermal resistance of the coating layer at the time of new material and the detected temperature of the surface is determined, the detection is performed on the surface. Since the thermal resistance value at that time is obtained from the temperature to be applied, the thermal resistance of the coating layer can be obtained in a non-destructive manner without measuring the thickness and the thermal conductivity as in the related art. In addition, in the present measurement method, the measurement object is on the same side as the measurement surface, and more accurate measurement is possible.
【００１４】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載のコーティング層熱抵抗測定法において、基準熱抵抗
材の熱抵抗と検出温度との相関関係およびこの基準熱抵
抗材の限界熱抵抗値に対応する限界検出温度を求めてお
き、コーティング層の経年材を測定して熱抵抗と検出温
度との相関関係を補正し、その後に非定常加熱して測定
した検出温度を限界検出温度と比較することによってコ
ーティング層の熱抵抗が限界熱抵抗値を下回っていない
かどうかを判断するようにしたものである。According to a second aspect of the present invention, in the method for measuring the thermal resistance of the coating layer according to the first aspect, the correlation between the thermal resistance of the reference thermal resistance material and the detected temperature and the critical thermal resistance of the reference thermal resistance material are described. Determine the limit detection temperature corresponding to the value, measure the aged material of the coating layer to correct the correlation between the thermal resistance and the detection temperature, and then change the detection temperature measured by unsteady heating to the limit detection temperature By comparing, it is determined whether or not the thermal resistance of the coating layer is below the critical thermal resistance.
【００１５】コーティング層の新材時において求めた熱
抵抗と検出温度との相関関係は、コーティング層の使用
につれて実際の相関関係との間で誤差を生じていること
があるが、使用されたコーティング層を実際に測定する
のに先立って、このように熱抵抗と検出温度との相関関
係を補正して誤差をなくすようにしているため、より正
確な測定結果が得られる。また、本発明のように限界検
出温度をあらかじめ求めておけば、測定した検出温度と
この限界検出温度との大小をくらべるだけで当該コーテ
ィング層が限界熱抵抗値を有しているかどうか、いいか
えれば所定の熱抵抗をまだ備えているかどうかを簡単に
判断することができる。[0015] The correlation between the thermal resistance and the detected temperature obtained when a new coating layer is formed may have an error between the actual correlation and the use of the coating layer. Prior to actually measuring the layer, the correlation between the thermal resistance and the detected temperature is corrected so as to eliminate errors, so that a more accurate measurement result can be obtained. Also, if the limit detection temperature is determined in advance as in the present invention, it is only necessary to compare the measured detection temperature with the limit detection temperature to determine whether the coating layer has a limit thermal resistance value, in other words. It can be easily determined whether a predetermined thermal resistance is still provided.
【００１６】更に、請求項３記載の発明は、請求項１又
は２記載のコーティング層熱抵抗測定法において、コー
ティング層の加熱を、基材のコーティング層と接する反
対側の面の温度変化が起きない程度に行うようにしてい
る。この場合、たとえ基材の厚みが一定でなくとも検出
温度に影響を及ぼさないため正確な測定が可能であると
共に、連続的に加熱・測温するために測定が早く簡便で
あり、しかも測定対象面と加熱・測温面が同じ側である
ためにより精度の高い測定が可能である。According to a third aspect of the present invention, in the method for measuring the thermal resistance of the coating layer according to the first or second aspect, the heating of the coating layer is caused by a change in temperature on the surface of the substrate opposite to the coating layer. I try to do it to an extent. In this case, even if the thickness of the base material is not constant, it does not affect the detection temperature, so that accurate measurement is possible, and the measurement is quick and simple because of continuous heating and temperature measurement. Since the surface and the heating / temperature measuring surface are on the same side, more accurate measurement is possible.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を図面に示す
実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration of the present invention will be described below in detail based on an example of an embodiment shown in the drawings.
【００１８】図１〜図６に、本発明のコーティング層熱
抵抗測定法の一実施形態を示す。このコーティング層熱
抵抗測定法は、基材１に施されたコーティング層２の熱
的特性（つまり基材１が所定の温度以上となることを防
止する遮熱性能）が基準熱抵抗材と比べて変化している
ときの当該コーティング層２の熱抵抗Ｒを測定し評価す
るものである。FIG. 1 to FIG. 6 show an embodiment of the coating layer thermal resistance measuring method of the present invention. In this coating layer thermal resistance measurement method, the thermal characteristics of the coating layer 2 applied to the base material 1 (that is, the heat shielding performance for preventing the base material 1 from reaching a predetermined temperature or higher) are compared with the reference thermal resistance material. This is to measure and evaluate the thermal resistance R of the coating layer 2 when it changes.
【００１９】そして、本実施形態のコーティング層熱抵
抗測定法では、基準熱抵抗材の加熱試験データおよびコ
ーティング層２の非定常熱伝導数値解析をもとに、測定
を行う加熱条件でのコーティング層２の熱抵抗Ｒと検出
温度（表面温度）Ｔとの相関関係を求め、熱抵抗を測定
しようとするコーティング層２をコーティング層２側か
ら加熱したときの当該コーティング層２の表面温度の変
化を測定し、この測定値と基準熱抵抗材の同じ条件で測
定した表面温度の変化とを比較し、その表面温度変化の
差から、コーティング層２の熱抵抗Ｒと検出温度Ｔとの
相関関係を用いてこのコーティング層２の熱抵抗変化量
を算出して基準熱抵抗材の熱抵抗値をもとにコーティン
グ層２の熱抵抗Ｒを求めることができる。In the method of measuring the thermal resistance of the coating layer according to the present embodiment, the coating layer under the heating conditions at which the measurement is performed is based on the heating test data of the reference thermal resistance material and the numerical analysis of the unsteady thermal conduction of the coating layer 2. The correlation between the thermal resistance R and the detected temperature (surface temperature) T of the coating layer 2 is determined, and the change in the surface temperature of the coating layer 2 when the coating layer 2 whose thermal resistance is to be measured is heated from the coating layer 2 side. The measured value is compared with the change in the surface temperature of the reference thermal resistance material measured under the same conditions. From the difference in the surface temperature change, the correlation between the thermal resistance R of the coating layer 2 and the detected temperature T is determined. The thermal resistance change amount of the coating layer 2 can be calculated using the above equation to calculate the thermal resistance R of the coating layer 2 based on the thermal resistance value of the reference thermal resistance material.
【００２０】なお、本実施形態において測定対象となる
コーティング層２は、図４に示すようなガスタービン燃
焼器３あるいは１段静翼や１段動翼などにおいて高温部
品の基材１を高温ガスから保護するために施されている
遮熱コーティングである。この場合の基準熱抵抗材は一
般には新材当時における当該コーティング層２自体が用
いられるが、コーティング層２の熱的特性がどれだけ変
化したかの基準となりさえすればこれと同等の数値特性
を備えた新材モデルや熱的データを使用することもでき
る。In the present embodiment, the coating layer 2 to be measured protects the substrate 1 of the high-temperature component from the high-temperature gas in the gas turbine combustor 3 as shown in FIG. It is a thermal barrier coating that has been applied. In this case, the coating layer 2 itself at the time of the new material is generally used as a reference thermal resistance material. However, as long as it becomes a reference of how much the thermal properties of the coating layer 2 have changed, a numerical property equivalent to this is obtained. New material models and thermal data can be used.
【００２１】ここで、このようにガスタービン燃焼器３
などに設けられたコーティング層２の熱抵抗Ｒの求め方
について説明すると、コーティング層２の厚さをδ、熱
伝導率をλとしたときに下記の数式１により求められ
る。Here, as described above, the gas turbine combustor 3
Explaining how to determine the thermal resistance R of the coating layer 2 provided in, for example, the following formula 1 when the thickness of the coating layer 2 is δ and the thermal conductivity is λ.
【００２２】[0022]
【数１】Ｒ＝δ／λ また、コーティング層２の表面で検出される検出温度を
Ｔとした場合、加熱の強さや加熱時間などを一定とした
加熱条件の下では、熱抵抗Ｒと検出温度Ｔは基材１、コ
ーティング層２の組み合わせによって定まる固有の相関
関係を有している。そして、一定条件下で加熱した場合
の検出温度Ｔの変化を測定することにより、測定時のコ
ーティング層２の熱抵抗Ｒを知ることができる。[Mathematical formula-see original document] When the detected temperature detected at the surface of the coating layer 2 is T, the thermal resistance R is detected under the heating conditions in which the heating intensity and the heating time are constant. The temperature T has a unique correlation determined by the combination of the substrate 1 and the coating layer 2. Then, by measuring a change in the detected temperature T when heated under a certain condition, the thermal resistance R of the coating layer 2 at the time of the measurement can be known.
【００２３】以下に、本発明の一実施形態を順を追って
説明する。このコーティング層熱抵抗測定法によれば、
事前検討、実機経年材による検定線補正、実機測
定の３つの段階を経てコーティング層２の熱抵抗Ｒが求
められる。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described step by step. According to this coating layer thermal resistance measurement method,
The thermal resistance R of the coating layer 2 is obtained through three stages of preliminary examination, calibration line correction using the aged material of the actual machine, and measurement of the actual machine.
【００２４】まず、の事前検討は、熱抵抗測定にあた
って基準となる条件を事前に検討して求めておく段階で
ある。この場合の基準条件とは新材時におけるコーティ
ング層２の検出温度Ｔ0 、熱抵抗Ｒ0 およびこれらの相
関関係のことである。実際には、まず新材状態でのコー
ティング層２を一定熱流束で一定時間加熱したときの検
出温度Ｔ0 を測定し、あわせてこのときの熱抵抗Ｒ0 を
コーティング層２の設計データあるいは実測により求め
る。熱抵抗Ｒ0 は上述の数式１で求まるものであり、本
実施形態では新材時における熱伝導率λ0 とコーティン
グ層２の厚さδ 0 を数式１に当てはめることにより算出
することとしている。ここで、熱伝導率λ0 および厚さ
δ0 の両物性値は、新材時における実機のコーティング
層２を実際に計測して求められるものであり、例えば、
実際の新材を顕微鏡を用いて測った値をコーティング層
２の厚さδ0 として採用しても良いし、実際の新材を局
部的に切り出しこれを従来の方法で測定した結果得られ
た値を熱伝導率λ0 として採用しても良い。なお、上述
したように、コーティング層２自体の物性値の代わりと
して、新材時において既に求められている熱的データな
どの物性値を用いて熱抵抗Ｒ0 を求めることもできる。First, a preliminary study was made on measuring the thermal resistance.
At the stage of examining the criteria that will be the criteria
is there. The reference conditions in this case are the
Temperature T of sensing layer 20, Thermal resistance R0And these phases
It is a relationship. Actually, first of all,
Detection when heating layer 2 is heated at a constant heat flux for a certain time
Outgoing temperature T0And the thermal resistance R at this time0To
Obtained by design data of coating layer 2 or actual measurement
You. Thermal resistance R0Is obtained by the above equation 1, and
In the embodiment, the thermal conductivity λ at the time of new material0And Cotin
Thickness δ 0Is calculated by applying
You are going to. Where the thermal conductivity λ0And thickness
δ0Are the physical properties of the actual machine at the time of new material.
It is obtained by actually measuring the layer 2 and, for example,
Measure the value of the actual new material using a microscope with the coating layer
2 thickness δ0May be adopted as a new material
Partial cut out This is the result obtained by measuring with the conventional method.
Is the thermal conductivity λ0It may be adopted as. The above
As described above, instead of the physical properties of the coating layer 2 itself,
The thermal data already required for new materials
Using any physical property value, the thermal resistance R0Can also be requested.
【００２５】このようにして求められた検出温度Ｔ0 、
熱抵抗Ｒ0 を、図１に示す検出温度Ｔと熱抵抗Ｒとの関
係を表すグラフ上に座標として記す。そして、この座標
（Ｔ 0，Ｒ0）を基準として、熱抵抗Ｒが変化した場合の
検出温度Ｔの変化を数値解析（非定常熱伝導計算）して
数点の座標として求め、グラフ上に記した後、これらを
結んで相関検定線Ａを得る。したがってこの相関検定線
Ａは、熱抵抗Ｒ0 と検出温度Ｔ0 の相関関係を示す関数
として表されることとなる。なお、この相関関係は、数
値解析の他、熱抵抗Ｒを変化させた試験片を使用した試
験結果から求めることもできる。The detected temperature T obtained as described above0,
Thermal resistance R0Is related to the detected temperature T and the thermal resistance R shown in FIG.
It is described as coordinates on a graph representing the relationship. And these coordinates
(T 0, R0) As a reference when the thermal resistance R changes
Numerical analysis (transient heat conduction calculation) of the change in the detected temperature T
After obtaining them as coordinates of several points and writing them on the graph,
Then, a correlation test line A is obtained. Therefore, this correlation test line
A is the thermal resistance R0And the detected temperature T0Function showing the correlation of
Will be represented as Note that this correlation is
In addition to the value analysis, a test using a test piece with a changed thermal resistance R
It can also be determined from test results.
【００２６】そして、コーティング層２の限界熱抵抗値
Ｒcri を求める。限界熱抵抗値Ｒcri は、基材１の設計
温度、実機運転条件などの各種条件をもとに、当該ガス
タービン燃焼器３などにおいて遮熱コーティング層２が
常に保持すべき熱抵抗Ｒから算出される。この限界熱抵
抗値Ｒcri は基材１が制限温度を超えない範囲で当該コ
ーティング層２がどこまで劣化して良いかを示す指針と
なるものであり、当該熱抵抗Ｒの最低限界値そのもので
あるときもあるし、限界の一つの目安としてある程度の
余裕を含んで設定されるときもある。そして、この限界
熱抵抗値Ｒcriを先の検定線Ａ上にとることにより、対
応する限界検出温度Ｔcri が求められる。Then, the critical thermal resistance Rcri of the coating layer 2 is determined. The critical thermal resistance Rcri is calculated from the thermal resistance R that the thermal barrier coating layer 2 should always hold in the gas turbine combustor 3 or the like based on various conditions such as the design temperature of the substrate 1 and operating conditions of the actual machine. You. The critical thermal resistance Rcri is a guideline indicating how much the coating layer 2 may be degraded within a range where the substrate 1 does not exceed the critical temperature. In some cases, it may be set with some margin as one guideline of the limit. Then, by taking this limit thermal resistance value Rcri on the test line A, the corresponding limit detection temperature Tcri is obtained.
【００２７】次に、の検定線補正の段階へと移行す
る。上述のようにして求められた検定線Ａは、コーティ
ング層の経年材を実測したものではないため、実際の線
との誤差が生じていることがある。Next, the process proceeds to the test line correction stage. Since the test line A obtained as described above is not actually measured for the aged material of the coating layer, there may be an error from the actual line.
【００２８】そこで、実際の実機経年材（実機において
使用され経年したコーティング層２）を測定し、誤差を
補正した検定線を作成する。これには、まず実機経年材
での検出温度Ｔ1 を測定し、更にコーティング層２の物
性値（熱伝導率λ1 ，厚さδ 1 ）を求める。そして検出
温度Ｔ1 とコーティング層２の熱抵抗Ｒ1 を座標として
グラフ上に表し、これが図２に示すように先の検定線Ａ
（図中破線で示す）からずれているならばこの座標（Ｔ
1，Ｒ1）を通るように検定線の補正をして誤差のない検
定線Ｂ（図中実線で示す）を求める。つまり検定線Ｂ
は、このように計算上（あるいは当初実測時）の検定線
と実際の検定線との間の誤差をなくしたものである。そ
してこの結果、当初求められた限界検出温度Ｔcri も図
２のように正しい限界検出温度Ｔcri ’（以下この補正
された限界検出温度をＴcri で示す）へと補正される。
なお、ここでは１点の座標（Ｔ1，Ｒ1）で検定線Ａを補
正する場合について説明したが、複数の別の座標をとっ
て補正するようにすれば更に補正の精度が向上すること
はいうまでもない。Then, the actual aged material of the actual machine (in the actual machine,
Measure the used and aged coating layer 2) and remove the error
Create a corrected test line. To do this, first use the aged material
Temperature T at1Is measured and the coating layer 2
Property value (thermal conductivity λ1, Thickness δ 1). And detect
Temperature T1And the thermal resistance R of the coating layer 21As coordinates
This is represented on a graph, which is shown in FIG.
(Shown by a broken line in the figure), the coordinates (T
1, R1), The test line is corrected to pass
A constant line B (shown by a solid line in the figure) is obtained. That is, the test line B
Is the test line in the calculation (or at the time of the first actual measurement)
The difference between the actual test line and the actual test line is eliminated. So
As a result, the limit detection temperature Tcri initially determined is also
2, the correct limit detection temperature Tcri '(hereinafter this correction
The detected limit detection temperature is indicated by Tcri).
Here, the coordinates of one point (T1, R1) To supplement the test line A
Correction has been described, however,
Correction accuracy will be further improved
Needless to say.
【００２９】ここで、例えば高温酸化条件下にある程度
の時間おかれた時点のコーティング層２の熱抵抗Ｒ1 を
測定する場合には、新材時に熱抵抗Ｒを測定したときと
同一の条件（熱流束、時間）で加熱した場合の検出温度
Ｔ1 を測定し、検出温度Ｔと熱抵抗Ｒの相関検定線から
Ｔ1 時の熱抵抗Ｒ1 を求めるようにする。Here, for example, when measuring the thermal resistance R 1 of the coating layer 2 after a certain period of time under high-temperature oxidation conditions, the same conditions as when the thermal resistance R was measured for a new material ( (Heat flux, time), the detected temperature T 1 is measured, and the thermal resistance R 1 at T 1 is determined from a correlation test line between the detected temperature T and the thermal resistance R.
【００３０】以上が実機測定するまでの段階であり、次
に、の実際に実機を測定する段階へと移る。この実機
測定段階では、コーティング層２の表面をコーティング
層２側から加熱した際の温度応答データをもとにコーテ
ィング層２の遮熱性能の劣化状況を評価する。本実施形
態では、円筒形状の燃焼器３の内周面にコーティング層
２が施されており、コーティング層２側からこのコーテ
ィング層２に対してレーザ光を一定熱流束で局所的に加
熱し、基材１のコーティング層２と接する少なくとも反
対側の面の温度変化が起きない程度（好ましくは極めて
制御が難しいが基材１のコーティング層２と接する面の
温度変化が起きない程度）に加熱したとき（後述の非定
常加熱法）のコーティング層２の表面温度を測定し、コ
ーティング層２が新材状態のときに同じ熱流束を与えた
場合の温度変化と比較して、コーティング層２の劣化に
よる温度降下分を求め、これと相関関係にあるコーティ
ング層２の熱抵抗Ｒを測定することとしている。The above is the stage until the actual device is measured, and then the process proceeds to the stage of actually measuring the actual device. In this actual machine measurement stage, the deterioration state of the heat shielding performance of the coating layer 2 is evaluated based on the temperature response data when the surface of the coating layer 2 is heated from the coating layer 2 side. In the present embodiment, the coating layer 2 is applied to the inner peripheral surface of the cylindrical combustor 3, and a laser beam is locally heated from the coating layer 2 side to the coating layer 2 with a constant heat flux, The substrate 1 was heated to such an extent that at least the surface of the substrate 1 in contact with the coating layer 2 did not change in temperature (preferably extremely difficult to control, but did not change in temperature of the surface of the substrate 1 in contact with the coating layer 2). The surface temperature of the coating layer 2 at the time (unsteady heating method described later) is measured, and the deterioration of the coating layer 2 is compared with the temperature change when the same heat flux is applied when the coating layer 2 is in a new material state. Is determined, and the thermal resistance R of the coating layer 2 having a correlation with the temperature drop is measured.
【００３１】ここで、基材１の加熱方法としては、加熱
の形態によって、加熱域を一定速度で移動させ、基材の
コーティング層と接する少なくとも反対側の面の温度変
化が起きない程度に加熱しながらその移動加熱域に合わ
せて温度測定を行う非定常加熱法と、熱源を固定した状
態で加熱されている領域の温度測定を行う準定常加熱法
との２つに大きく分けられる。更に、準定常加熱法は、
レーザを加熱源として局所的に加熱する準定常点加熱法
と、ランプ等を加熱源として比較的広い範囲を加熱する
準定常面加熱法とに分けられる。Here, as a method of heating the substrate 1, the heating area is moved at a constant speed depending on the heating mode, and the heating is performed to such an extent that the temperature of at least the opposite side of the substrate in contact with the coating layer does not change. While the temperature is to be measured in accordance with the moving heating area, the method can be broadly divided into an unsteady heating method and a quasi-steady heating method for measuring the temperature of a region heated with a heat source fixed. Furthermore, the quasi-stationary heating method is
A quasi-stationary point heating method in which heating is performed locally using a laser as a heating source, and a quasi-stationary surface heating method in which a relatively wide range is heated using a lamp or the like as a heating source are classified.
【００３２】非定常加熱法は、図４に示すように、レー
ザなどの加熱源４を用いてコーティング層２の表面を連
続的にスキャンするように加熱し、コーティング層２の
検出温度Ｔの変化状態より、新材時と比較したコーティ
ング層２の熱抵抗Ｒの変化量を求めるものである。本手
法に関与する物理量は各構成部材の熱拡散率、比熱、密
度、厚さδおよび時間ということになり、検出温度Ｔお
よび構成部材の各熱物性値をもとにしてコーティング層
２の熱抵抗Ｒを算出することができる。実際の測定で
は、加熱源４としてレーザ、温度測定器５として放射温
度計または赤外線カメラの適用が考えられる。In the unsteady heating method, as shown in FIG. 4, the surface of the coating layer 2 is heated so as to be continuously scanned using a heating source 4 such as a laser, and the detected temperature T of the coating layer 2 changes. From the state, the amount of change in the thermal resistance R of the coating layer 2 as compared with the new material is obtained. The physical quantities involved in this method are the thermal diffusivity, specific heat, density, thickness δ, and time of each component, and the heat of the coating layer 2 is determined based on the detected temperature T and each thermophysical property value of the component. The resistance R can be calculated. In actual measurement, it is conceivable to use a laser as the heating source 4 and a radiation thermometer or an infrared camera as the temperature measuring device 5.
【００３３】このような非定常加熱法を行うときの構成
の一例を説明すると、例えば燃焼器３が本実施形態のよ
うに円筒形状である場合、加熱源４は燃焼器３の中心に
向けて光を照射するよう、円筒軸の延長上に配置されて
おり、また、この照射軸上であって燃焼器３の内部には
ミラー６が、そして加熱源４と燃焼器３との間にはハー
フミラー７がそれぞれ照射軸に対して４５°ずつ傾けて
配置されている。この場合、ハーフミラー７は加熱源４
側からの照射光を透過する一方で、燃焼器３側からの温
度情報は反射するように形成されているものである。し
たがって、加熱源４から燃焼器３に向けて照射された光
は、ハーフミラー７を透過してミラー６に達し、ここで
直角方向に反射して燃焼器３の内周面のコーティング層
２に垂直にあたる。加熱されたコーティング層２の温度
情報は、これまでの道筋を逆に進み、ミラー６で反射
し、更にハーフミラー７で直角方向に反射する。この先
には温度測定器５が設けられており、コーティング層２
の表面温度情報は最終的にこの温度測定器５に入射して
コーティング層２の表面の温度として検出される。An example of a configuration for performing such an unsteady heating method will be described. For example, when the combustor 3 has a cylindrical shape as in this embodiment, the heating source 4 is directed toward the center of the combustor 3. It is arranged on the extension of the cylindrical axis to irradiate light, and a mirror 6 is provided on the irradiation axis and inside the combustor 3, and between the heating source 4 and the combustor 3. The half mirrors 7 are arranged at an angle of 45 ° with respect to the irradiation axis. In this case, the half mirror 7 is
While the irradiation light from the side is transmitted, the temperature information from the combustor 3 is formed to be reflected. Therefore, the light emitted from the heating source 4 toward the combustor 3 passes through the half mirror 7 and reaches the mirror 6, where it is reflected at right angles to the coating layer 2 on the inner peripheral surface of the combustor 3. Hit vertically. The heated temperature information of the coating layer 2 travels in the reverse of the previous route, is reflected by the mirror 6, and is further reflected by the half mirror 7 in the right angle direction. A temperature measuring device 5 is provided in front of the coating layer 2.
Is finally incident on the temperature measuring device 5 and detected as the temperature of the surface of the coating layer 2.
【００３４】このような非定常加熱法を行う場合、加熱
時には、燃焼器３を周方向に回転させながら連続的に加
熱してコーティング層２の検出温度Ｔを測定し、１周測
定後、測定部位を軸方向にずらし、再び周方向へ回転さ
せながら測定を行うものとする。そしてこのように回転
させるため、燃焼器３に、この燃焼器３を周方向に回転
させ、更に軸方向に移動させるための回転・移動手段
（図示省略）が設けられている。この場合、燃焼器３は
周方向に１周し、１周したら軸方向に移動した後また１
周するという動きを繰り返すことになる。このため、燃
焼器３の運動に伴い、燃焼器３の内周面のコーティング
層２は連続的にむらなく照射・加熱され、しかもこのと
きの照射は、少なくとも基材１のコーティング層２と接
する反対側の面の温度変化が起きない程度の短時間のも
のであるから、基材１の厚さや形状による影響をほとん
ど受けることがない。また、連続的に加熱、測温するた
め測定が早い。なお、測定中の周方向への回転および軸
方向への移動は燃焼器３とミラー６との相対位置の変化
によってもたらされるのであるから、燃焼器３とミラー
６のいずれか一方あるいは両方を軸回転可能かつ軸方向
へ移動可能に設ければ良く、例えばミラー６を移動させ
ながら加熱する方法を採用することもできる。In the case of performing such an unsteady heating method, at the time of heating, the detected temperature T of the coating layer 2 is measured by continuously heating the combustor 3 while rotating it in the circumferential direction. It is assumed that the measurement is performed while shifting the portion in the axial direction and rotating the portion again in the circumferential direction. For such rotation, the combustor 3 is provided with a rotation / moving means (not shown) for rotating the combustor 3 in the circumferential direction and further moving the combustor 3 in the axial direction. In this case, the combustor 3 makes one revolution in the circumferential direction, and after one revolution, it moves in the axial direction and
The movement of going around will be repeated. Therefore, with the movement of the combustor 3, the coating layer 2 on the inner peripheral surface of the combustor 3 is continuously irradiated and heated evenly, and the irradiation at this time is in contact with at least the coating layer 2 of the base material 1. Since the temperature is short enough not to cause a temperature change on the opposite surface, the thickness and shape of the substrate 1 are hardly affected. In addition, measurement is quick because continuous heating and temperature measurement are performed. Since the rotation in the circumferential direction and the movement in the axial direction during the measurement are caused by a change in the relative position between the combustor 3 and the mirror 6, one or both of the combustor 3 and the mirror 6 are pivoted. What is necessary is just to provide rotatable and movable in the axial direction. For example, a method of heating while moving the mirror 6 can be adopted.
【００３５】また、準定常加熱法は、加熱源４を固定し
た状態で一定時間加熱した後のコーティング層２の検出
温度Ｔからコーティング層２の熱抵抗Ｒを求める手法で
ある。本手法に関与する物理量は、各構成部材の熱伝導
率λ、厚さδ、時間である。準定常加熱法による加熱の
ための構成は、上述した非定常加熱法による照射のため
の構成と大きく変わるところはなく、同じ図４に示すよ
うになるが、ただ、ここでは１点を測定した後に周方向
に移動させて次の点を測定するというように、燃焼器３
を段階的に回転させながら測定するところに特徴があ
る。この準定常加熱法は、加熱条件および加熱領域の違
いにより、準定常点加熱法と準定常面加熱法とに分類で
きる。すなわち、加熱源４からの光を上述した非定常加
熱法と同じように点ごとに照射すれば図４に示すような
準非定常点加熱法となり、更に広い面積を一度に面ごと
に加熱すれば準非定常面加熱法となる。The quasi-stationary heating method is a method for obtaining the thermal resistance R of the coating layer 2 from the detected temperature T of the coating layer 2 after heating for a certain time with the heating source 4 fixed. The physical quantities involved in this method are the thermal conductivity λ, thickness δ, and time of each component. The configuration for heating by the quasi-stationary heating method is not significantly different from the configuration for irradiation by the unsteady heating method described above, and is as shown in FIG. 4, but only one point was measured here. Later, the combustor 3 is moved in the circumferential direction to measure the next point.
The feature is that the measurement is performed while rotating step by step. The quasi-stationary heating method can be classified into a quasi-stationary point heating method and a quasi-stationary surface heating method depending on the difference in heating conditions and heating areas. That is, if the light from the heating source 4 is irradiated point by point in the same manner as in the above-described unsteady heating method, a quasi-unsteady point heating method as shown in FIG. 4 is obtained. In this case, a quasi-unsteady surface heating method is used.
【００３６】ここで、準定常面加熱法は、図５に示すよ
うに、燃焼器３内部のランプなどを加熱源４としてコー
ティング層２をある面積の領域ごとに加熱するものであ
り、これによれば比較的大面積の情報を一度に取り込む
ことができる。この準非定常面加熱法では１領域測定後
に周方向へ回転または軸方向へ移動して次の領域を加熱
・測定しており、ここでは、照射された領域を、円筒軸
に対して斜めに設けられた赤外線カメラ５により読み取
って熱抵抗Ｒを測定している。Here, in the quasi-stationary surface heating method, as shown in FIG. 5, a lamp or the like inside the combustor 3 is used as a heating source 4 to heat the coating layer 2 for each area of a certain area. According to this, information of a relatively large area can be captured at a time. In this quasi-unsteady surface heating method, after measuring one area, the next area is heated and measured by rotating in the circumferential direction or moving in the axial direction. Here, the irradiated area is inclined with respect to the cylindrical axis. The thermal resistance R is measured by reading with the infrared camera 5 provided.
【００３７】以上がコーティング層２の検出温度Ｔを求
めるときの加熱条件の分類であり、これまで説明したい
ずれかの方法で実機測定を行ったら、この測定で得られ
た検出温度Ｔと限界検出温度Ｔcri との大小関係を調べ
る。図３において、検出温度Ｔが限界検出温度Ｔcri よ
り大きければ、検定線Ｂでの対応関係から、当該コーテ
ィング層２における熱抵抗Ｒが限界熱抵抗値Ｒcri を上
回っていて最低限の熱抵抗Ｒをまだ備えているというこ
とがわかる。また、検出温度Ｔと限界検出温度Ｔcri と
の差から、どの程度の余裕を備えているかもわかる。こ
のように特に問題が検出されなかった場合は、データは
そのまま記録してデータベースとして利用することがで
きる。The above is the classification of the heating conditions for obtaining the detected temperature T of the coating layer 2. When the actual measurement is performed by any of the methods described above, the detected temperature T obtained by this measurement and the limit detection The magnitude relationship with the temperature Tcri is examined. In FIG. 3, if the detected temperature T is higher than the limit detected temperature Tcri, the thermal resistance R in the coating layer 2 exceeds the limit thermal resistance Rcri and the minimum thermal resistance R You can see that they are still prepared. The difference between the detected temperature T and the limit detected temperature Tcri also indicates how much margin is provided. If no problem is detected, the data can be recorded as it is and used as a database.
【００３８】一方、これとは逆に検出温度Ｔが限界検出
温度Ｔcri を下回れば、熱抵抗Ｒも限界熱抵抗値Ｒcri
を下回っていることとなり、当該コーティング層２の熱
抵抗Ｒが基準に満たないことがわかる。つまり、当該部
位については既に所要の熱抵抗Ｒが維持されていないの
であるから、所定の補修作業が必要ということになる。
なお、検出温度Ｔと限界検出温度Ｔcri とを比較すると
きの流れを示すと図６のようになる。On the other hand, if the detected temperature T is lower than the limit detection temperature Tcri, on the other hand, the thermal resistance R also becomes equal to the limit thermal resistance Rcri.
, Which indicates that the thermal resistance R of the coating layer 2 is below the standard. That is, since the required thermal resistance R is not already maintained for the portion, a predetermined repair work is required.
FIG. 6 shows a flow for comparing the detected temperature T with the limit detected temperature Tcri.
【００３９】本実施形態のコーティング層熱抵抗測定法
では、ここまで説明したように、コーティング層の厚さ
δを求めずに熱抵抗Ｒを求めており、したがって薄膜を
測るときのような細かな測定を経ることなく直接熱抵抗
Ｒを求めていることとなる。このため細かな測定が不要
であり、測定自体が簡便なものとなっている。In the method of measuring the thermal resistance of the coating layer of the present embodiment, as described above, the thermal resistance R is determined without determining the thickness δ of the coating layer. That is, the thermal resistance R is directly obtained without performing the measurement. For this reason, detailed measurement is unnecessary, and the measurement itself is simple.
【００４０】また、非定常加熱法は、検出温度Ｔが基材
１のコーティング層２と接する反対側の面の温度変化が
起きない程度の短時間の加熱をしていることから、たと
え基材１の厚みが一定でなくとも検出温度Ｔに影響を及
ぼさないため正確な測定が可能である。更に、この測定
法によれば、連続的に加熱・測温するために測定が早
く、しかも測定対象面と加熱・測温面が同じ側であるた
めにより精度の高い測定が可能である。しかしながら、
測定精度、現場測定時の簡便性等を考慮すると、非定常
加熱法の採用が好ましいと考えられるが、測定精度の面
では準定常点加熱法が優れるのでこれらを組み合わせて
活用することが最も好ましい。また、準定常面加熱法は
基材厚さが均一である条件下では十分使用可能である
が、不均一な条件下では補正が必要となる等の問題があ
る。しかし、剥離の検出に関しては有効な測定方法であ
る。In the non-stationary heating method, the heating is performed for a short time such that the detected temperature T does not change on the surface of the substrate 1 on the side opposite to the coating layer 2. Even if the thickness of 1 is not constant, it does not affect the detection temperature T, so that accurate measurement is possible. Furthermore, according to this measuring method, measurement is quick because continuous heating and temperature measurement are performed, and more accurate measurement is possible because the surface to be measured and the heated and temperature measurement surface are on the same side. However,
Considering measurement accuracy, simplicity at the time of on-site measurement, etc., it is considered preferable to use the unsteady heating method, but in terms of measurement accuracy, the quasi-stationary point heating method is excellent, so it is most preferable to use them in combination. . Although the quasi-stationary surface heating method can be used sufficiently under the condition that the thickness of the base material is uniform, there is a problem that correction is required under the condition that the thickness is not uniform. However, this is an effective measurement method for detecting peeling.
【００４１】なお、上述の各実施形態は本発明の好適な
実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本
発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能
である。例えば上述した実施形態での加熱法の中でも特
に非定常加熱法は測定点を次々と変えながら短時間内で
の照射を行うことにより基材１の形状による影響がでな
いようにしたものであったが、これは、例えば加熱点を
変えないまま所定時間だけ照射するなどといった別の方
法によっても行い得るものである。つまり、上述した非
定常加熱法などでは次々と測定点を変えることにより照
射時間が長くならないようにしていたのであるから、場
所を変えずとも短時間で照射を打ち切って測定する実施
形態も考えられる。Each of the above embodiments is an example of a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, among the heating methods in the above-described embodiment, in particular, the unsteady heating method is one in which the influence of the shape of the base material 1 is eliminated by performing irradiation within a short time while changing measurement points one after another. However, this can be performed by another method such as irradiation for a predetermined time without changing the heating point. In other words, in the above-described unsteady heating method and the like, the irradiation time is prevented from becoming longer by changing the measurement points one after another, so that an embodiment in which the irradiation is stopped in a short time without changing the location and the measurement is performed may be considered. .
【００４２】また、本実施形態において測定対象となる
コーティング層２はガスタービン燃焼器３などに施され
た遮熱コーティングであると説明したが、これら以外で
あっても原理的には何ら変わるところがないため、本測
定法によれば遮熱のために設けられる種々のコーティン
グ層の熱抵抗Ｒを測定し、評価することが可能である。In the present embodiment, the coating layer 2 to be measured has been described as a thermal barrier coating applied to the gas turbine combustor 3 or the like. Therefore, according to this measurement method, it is possible to measure and evaluate the thermal resistance R of various coating layers provided for heat shielding.
【００４３】[0043]
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、請求項
１記載のコーティング層熱抵抗測定法によれば、一度基
準熱抵抗材の熱抵抗と表面検出温度との相関関係を求め
ておけば、あとは表面で検出される温度からその時点で
有している熱抵抗値が求められるので、減肉、緻密化な
どに起因する当該コーティング層の熱抵抗の変化をその
厚さや熱伝導率を測らずに非破壊で測定して遮熱性能を
評価することができる。As is apparent from the above description, according to the method for measuring the thermal resistance of the coating layer according to the first aspect, once the correlation between the thermal resistance of the reference thermal resistance material and the detected surface temperature is determined. Since the thermal resistance value at that time is obtained from the temperature detected on the surface, the change in the thermal resistance of the coating layer due to the thinning, densification, etc. It is possible to evaluate the heat shielding performance by measuring non-destructively without measuring.
【００４４】しかも本測定法では測定対象面と加熱・測
温面が同じ側であることから熱抵抗測定が定量的かつ正
確であり、また加熱時間が短い状態で十分な測定を可能
としていることから短時間での測定が可能である。In addition, in the present measuring method, since the surface to be measured and the heating / temperature measuring surface are on the same side, the thermal resistance measurement is quantitative and accurate, and sufficient measurement is possible in a state where the heating time is short. Can be measured in a short time.
【００４５】また請求項２記載のコーティング層熱抵抗
測定法では、熱抵抗と検出温度との相関関係を補正して
誤差をなくしてからコーティング層を実際に測定してい
るため、より正確な測定結果を得ることができる。ま
た、検出温度を限界検出温度と比較することにより、コ
ーティング層の熱抵抗が限界熱抵抗値より大きいかどう
かが即座に判断できる。In the method for measuring the thermal resistance of the coating layer according to the second aspect, the coating layer is actually measured after correcting the correlation between the thermal resistance and the detected temperature to eliminate the error. The result can be obtained. Further, by comparing the detected temperature with the limit detection temperature, it can be immediately determined whether or not the thermal resistance of the coating layer is higher than the limit thermal resistance.
【００４６】更に、請求項３記載のコーティング層熱抵
抗測定法によると、たとえ基材の厚みが一定でなくとも
検出温度に影響を及ぼさないため正確な測定が可能であ
ると共に、連続的に加熱・測温するために測定が早く簡
便であり、しかも測定対象面と加熱・測温面が同じ側で
あるためにより精度の高い測定が可能である。Further, according to the method for measuring the thermal resistance of the coating layer, even if the thickness of the base material is not constant, it does not affect the detected temperature, so that accurate measurement is possible and continuous heating is possible. -The measurement is quick and simple because of the temperature measurement, and more accurate measurement is possible because the surface to be measured and the heating / temperature measurement surface are on the same side.
【図１】本発明のコーティング層熱抵抗測定法の一実施
形態を示す図であり、事前検討の段階で得られる検出温
度Ｔと熱抵抗Ｒの相関検定線Ａを示す。FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of a coating layer thermal resistance measuring method of the present invention, and shows a correlation test line A between a detected temperature T and a thermal resistance R obtained in a preliminary study stage.
【図２】図１の相関検定線Ａを同Ｂへと補正する様子を
示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a state where a correlation test line A in FIG. 1 is corrected to B;
【図３】相関検定線Ｂにおける限界熱抵抗値Ｒcri と限
界検出温度Ｔcri との関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a critical thermal resistance value Rcri and a critical detection temperature Tcri on a correlation test line B.
【図４】本発明を実施する際の非定常加熱法および準非
定常点加熱法の一実施形態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of an unsteady heating method and a quasi-unsteady point heating method when carrying out the present invention.
【図５】本発明を実施する際の準非定常面加熱法の一実
施形態を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing one embodiment of a quasi-unsteady surface heating method when carrying out the present invention.
【図６】検出温度Ｔと限界検出温度Ｔcri とを比較する
ときの流れを示すフロー図である。FIG. 6 is a flowchart showing a flow when comparing a detected temperature T with a limit detected temperature Tcri.
１ 基材 ２ コーティング層 Ｒ 熱抵抗 Ｒcri 限界熱抵抗値 Ｔ 検出温度 Ｔcri 限界検出温度 1 Base Material 2 Coating Layer R Thermal Resistance Rcri Limit Thermal Resistance T Detection Temperature Tcri Limit Detection Temperature
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Claims (3)
性が基準熱抵抗材から変化しているときの当該コーティ
ング層の熱抵抗を測定し評価するコーティング層熱抵抗
測定法において、前記基準熱抵抗材を任意の測定加熱条
件での前記コーティング層の熱抵抗と検出温度との相関
関係を求め、前記コーティング層を前記コーティング層
側から加熱し、そのときの当該コーティング層の表面温
度の変化を測定し、この測定値と前記基準熱抵抗材の同
じ条件で測定した表面温度の変化を比較し、その温度変
化の差から、前記コーティング層の熱抵抗と検出温度と
の相関関係を用いてこのコーティング層の熱抵抗変化量
を算出し、前記基準熱抵抗材の熱抵抗値をもとに前記コ
ーティング層の熱抵抗を求めることを特徴とするコーテ
ィング層熱抵抗測定法。1. A coating layer thermal resistance measuring method for measuring and evaluating the thermal resistance of a coating layer applied to a base material when the thermal characteristics of the coating layer are changed from a reference thermal resistance material. Determine the correlation between the thermal resistance of the coating layer and the detection temperature under any measurement and heating conditions for the thermal resistance material, heat the coating layer from the coating layer side, and change the surface temperature of the coating layer at that time. Is measured, the measured value is compared with the change of the surface temperature measured under the same conditions of the reference thermal resistance material, from the difference in the temperature change, using the correlation between the thermal resistance of the coating layer and the detected temperature. Calculating a thermal resistance change amount of the coating layer and obtaining a thermal resistance of the coating layer based on a thermal resistance value of the reference thermal resistance material. Law.
の相関関係およびこの基準熱抵抗材の限界熱抵抗値に対
応する限界検出温度を求めておき、前記コーティング層
の経年材を測定して前記熱抵抗と検出温度との相関関係
を補正し、その後に非定常加熱して測定した検出温度を
前記限界検出温度と比較することによって前記コーティ
ング層の熱抵抗が前記限界熱抵抗値を下回っていないか
どうかを判断することを特徴とする請求項１記載のコー
ティング層熱抵抗測定法。2. A correlation between the thermal resistance of the reference thermal resistance material and the detected temperature and a critical detection temperature corresponding to a critical thermal resistance value of the standard thermal resistance material are determined, and the aged material of the coating layer is measured. By correcting the correlation between the thermal resistance and the detected temperature, and then comparing the detected temperature measured by unsteady heating with the limit detected temperature, the thermal resistance of the coating layer reduces the limit thermal resistance value. 2. The method for measuring the thermal resistance of a coating layer according to claim 1, wherein it is determined whether or not the temperature is lower than a predetermined value.
ティング層側から前記基材の前記コーティング層と接す
る反対側の面の温度変化が起きない程度に加熱すること
を特徴とする請求項１または２記載のコーティング層熱
抵抗測定法。3. The heating of the coating layer is performed to such an extent that a temperature change from the coating layer side to a surface of the substrate opposite to the coating layer does not occur. The described coating layer thermal resistance measurement method.
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