DE102015101117A1

DE102015101117A1 - Method for checking layer properties of a thermal sprayed coating on a substrate

Info

Publication number: DE102015101117A1
Application number: DE102015101117.4A
Authority: DE
Inventors: Stephan Schmitt
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2015-01-27
Filing date: 2015-01-27
Publication date: 2016-07-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung von Schichteigenschaften einer thermischen Spritzschicht (1) auf einem Substrat (2), umfassend die Schritte a) Anordnen eines Ultraschallsendermittels (3) und eines davon beabstandeten Ultraschallempfängermittels (4) auf der thermischen Spritzschicht (1), b) Erzeugen von gepulsten Ultraschalloberflächenwellen in der thermischen Spritzschicht (1) mittels des Ultraschallsendermittels (3), c) Erfassen der Laufzeiten der gepulsten Ultraschalloberflächenwellen von dem Ultraschallsendermittel (3) zu dem Ultraschallempfängermittel (4), d) Vergleichen der erfassten Laufzeiten mit einer Referenzlaufzeit der gepulsten Ultraschalloberflächenwellen in einer ungeschädigten thermischen Spritzschicht (1).The invention relates to a method for checking layer properties of a thermal spray coating (1) on a substrate (2), comprising the steps of a) arranging an ultrasonic transmitter means (3) and an ultrasonic receiver means (4) spaced therefrom on the thermal spray coating (1), b C) detecting the propagation times of the pulsed ultrasonic surface waves from the ultrasonic transmitter means (3) to the ultrasonic receiver means (4), d) comparing the detected running times with a reference running time of the ultrasonic wave transmission means (3) pulsed ultrasonic surface waves in an undamaged thermal spray coating (1).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überprüfung von Schichteigenschaften einer thermischen Spritzschicht auf einem Substrat. The present invention relates to a method for testing layer properties of a thermal spray coating on a substrate.

Das thermische Spritzen zur Beschichtung von Oberflächen wird seit mehreren Jahrzehnten industriell eingesetzt. Nach der DIN EN 657 umfasst das thermische Spritzen solche Beschichtungsverfahren, bei denen Spritzmaterialien innerhalb oder außerhalb von Spritzvorrichtungen an-, auf- oder abgeschmolzen und auf vorbereitete Oberflächen von Substraten geschleudert werden. Die Oberflächen der Substrate werden beim thermischen Spritzen nicht aufgeschmolzen. Das Spritzmaterial wird über seinen Schmelzpunkt hinaus erhitzt und bildet feine Spritztröpfchen, die auf eine zu beschichtende Oberfläche des Substrats gesprüht werden. Aufgrund der thermischen und kinetischen Energie der Spritztröpfchen werden diese mit der Oberfläche des Substrats sowie untereinander verbunden. Dabei ist eine physikalische Verklammerung der Hauptmechanismus, der zu diesen Verbindungen führt. Thermal spraying for coating surfaces has been used industrially for several decades. After DIN EN 657 Thermal spraying includes those coating processes in which spray materials inside, or outside, sprayers are melted, melted or thrown onto prepared surfaces of substrates. The surfaces of the substrates are not melted during thermal spraying. The spray material is heated above its melting point and forms fine spray droplets that are sprayed onto a surface of the substrate to be coated. Due to the thermal and kinetic energy of the spray droplets they are connected to the surface of the substrate and each other. Physical locking is the main mechanism leading to these connections.

Zu den in der vorstehend genannten Norm genannten thermischen Spritzverfahren zählen insbesondere das Schmelzbadspritzen, das Lichtbogenspritzen, das Plasmaspritzen, das Kaltgasspritzen, das Drahtflammspritzen, das Pulverflammspritzen, das Detonationspritzen, das Hochgeschwindigkeitsflammspritzen sowie das Laserspritzen. Je nach Anwendungszweck können als Spritzmaterialien metallische Werkstoffe, nichtmetallische Werkstoffe oder auch Verbundwerkstoffe verwendet werden. Typische Beispiele für häufig verwendete Spritzmaterialien sind Titan, Zink, rostfreie Stähle, Keramikwerkstoffe sowie thermoplastische Kunststoffe. Wichtige Anwendungsgebiete thermischer Spritzschichten sind unter anderem Korrosionsschutzschichten, Verschleißschutzschichten sowie Gleitschichten. The thermal spraying methods mentioned in the aforementioned standard include, in particular, molten bath spraying, arc spraying, plasma spraying, cold gas spraying, wire flame spraying, powder flame spraying, detonation spraying, high-speed flame spraying and laser spraying. Depending on the application, metallic materials, non-metallic materials or even composite materials can be used as spraying materials. Typical examples of commonly used spraying materials include titanium, zinc, stainless steels, ceramics and thermoplastics. Important areas of application of thermal spray coatings include anticorrosive coatings, wear protection coatings and overlays.

In einer thermischen Spritzschicht können unter Umständen Poren oder Oxideinschlüsse auftreten, die zu einer Schädigung der Spritzschicht führen können. So können sich zum Beispiel aus einzelnen Poren zusammenhängende Porenketten bilden, die zu einer Rissbildung innerhalb der thermischen Spritzschicht führen können. Ferner kann das Problem auftreten, dass die thermische Spritzschicht nicht optimal an der Oberfläche des Substrats anhaftet und sich mit zunehmender Zeitdauer von dem Substrat ablöst. Dieser Prozess wird auch als Delamination bezeichnet. Under certain circumstances, pores or oxide inclusions can occur in a thermal sprayed layer, which can lead to damage to the sprayed layer. Thus, for example, pores that form contiguous pores can form from individual pores, which can lead to cracking within the thermal sprayed layer. Furthermore, the problem may arise that the thermal sprayed layer does not adhere optimally to the surface of the substrate and detach from the substrate with increasing duration. This process is also referred to as delamination.

Die Qualität metallischer Spritzschichten wird häufig mit Hilfe so genannter metallographischer Schliffe beurteilt. Dabei handelt es sich nicht um ein zerstörungsfreies Prüfverfahren. Überdies hat sich die Auswertung metallographischer Schliffe als schwierig und ungenau erwiesen. Ringversuche zeigen, dass die Ergebnisse häufig weder reproduzierbar, noch miteinander vergleichbar sind. The quality of metallic spray coatings is often assessed using so-called metallographic cuts. This is not a nondestructive testing procedure. Moreover, the evaluation of metallographic cuts has proven to be difficult and inaccurate. Surveys show that the results are often neither reproducible nor comparable.

Die DE 197 52 574 A1 offenbart ein Verfahren zum zerstörungsfreien Prüfen der Eigenschaften einer auf ein Substrat aufgebrachten Beschichtung, insbesondere im Hinblick auf Poren, Haftung, Risse oder Schichtdicke. Auf die Oberfläche der Beschichtung wird mittels Strahlen ein Energieimpuls aufgebracht. Die Schichteigenschaften werden durch die reflektierende Strahlung bestimmt, wobei die Reflexion des Energieimpulses in Abhängigkeit von der Zeit gemessen wird. The DE 197 52 574 A1 discloses a method for nondestructive testing of the properties of a coating applied to a substrate, in particular with regard to pores, adhesion, cracks or layer thickness. An energy pulse is applied to the surface of the coating by means of radiation. The layer properties are determined by the reflective radiation, the reflection of the energy pulse being measured as a function of time.

Die US 2008/0038477 A1 offenbart ein Verfahren zur Bestimmung der Eigenschaften einer thermischen Spritzschicht mittels Ultraschall. Das mit der thermischen Spritzschicht beschichtete Substrat wird in ein Wasserbad eingebracht. Von einem Ultraschallsendermittel wird ein Ultraschallsignal in Form eines Pulses erzeugt und durch das Wasserbad zum Substrat transmittiert. Das Ultraschallsignal dringt in das beschichtete Substrat ein und wird dabei zumindest teilweise reflektiert. Das reflektierte Ultraschallsignal wird durch das Wasserbad transmittiert und von dem Ultraschallsendermittel, das ebenfalls ein Ultraschallempfängermittel bildet, empfangen und mittels einer Signalverarbeitungseinrichtung verarbeitet. Eine Transmissionstechnik, bei der sich das Ultraschallsignal von einem Ultraschallsendermittel durch das beschichtete Substrat zu einem Ultraschallempfängermittel ausbreiten kann, ist ebenfalls möglich. Mit Hilfe dieses Verfahrens kann insbesondere eine Delamination der thermischen Spritzschicht von dem Substrat erfasst werden. Die gewonnenen Messdaten werden durch eine Peakhöhenanalyse ausgewertet. Mit anderen Worten erfolgt dabei eine Messung und Analyse der Schalldämpfung. The US 2008/0038477 A1 discloses a method for determining the properties of a thermal sprayed layer by means of ultrasound. The coated with the thermal spray coating substrate is placed in a water bath. An ultrasound transmitter generates an ultrasound signal in the form of a pulse and transmits it through the water bath to the substrate. The ultrasonic signal penetrates into the coated substrate and is thereby at least partially reflected. The reflected ultrasound signal is transmitted through the water bath and received by the ultrasound transmitter means, which also forms an ultrasound receiver means, and processed by means of a signal processor. A transmission technique in which the ultrasonic signal can propagate from an ultrasound transmitter through the coated substrate to an ultrasound receiver means is also possible. In particular, a delamination of the thermal sprayed layer from the substrate can be detected with the aid of this method. The obtained measurement data are evaluated by a peak height analysis. In other words, there is a measurement and analysis of the sound attenuation.

Die vorliegende Erfindung macht es sich zur Aufgabe, ein Verfahren zur Prüfung von Schichteigenschaften einer thermischen Spritzschicht auf einem Substrat anzugeben, das eine schnelle, kostengünstige und zerstörungsfreie Analyse unterschiedlicher Schädigungsarten der thermischen Spritzschicht ermöglicht. The object of the present invention is to provide a method for testing the layer properties of a thermal sprayed coating on a substrate, which enables a rapid, cost-effective and nondestructive analysis of different types of damage of the thermal sprayed coating.

Die Lösung dieser Aufgabe liefert ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Eine alternative Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand des Anspruchs 6. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. The solution to this problem provides a method with the features of claim 1. An alternative solution to this problem is the subject of claim 6. The dependent claims relate to advantageous developments of the invention.

Gemäß Anspruch 1 umfasst ein Verfahren zur Überprüfung von Schichteigenschaften einer thermischen Spritzschicht auf einem Substrat gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Schritte

a) Anordnen eines Ultraschallsendermittels und eines davon beabstandeten Ultraschallempfängermittels auf der thermischen Spritzschicht,
b) Erzeugen von gepulsten Ultraschalloberflächenwellen in der thermischen Spritzschicht mittels des Ultraschallsendermittels,
c) Erfassen der Laufzeiten der gepulsten Ultraschalloberflächenwellen von dem Ultraschallsendermittel zu dem Ultraschallempfängermittel,
d) Vergleichen der erfassten Laufzeiten mit einer Referenzlaufzeit der gepulsten Ultraschalloberflächenwellen in einer ungeschädigten thermischen Spritzschicht.

According to claim 1, a method for examining film properties of a thermal sprayed layer on a substrate according to a first embodiment of the present invention comprises the steps

a) arranging an ultrasonic transmitter means and an ultrasonic receiver means spaced therefrom on the thermal spray coating,
b) generating pulsed ultrasonic surface waves in the thermal spray coating by means of the ultrasonic transmitter means,
c) detecting the transit times of the pulsed ultrasonic surface waves from the ultrasonic transmitter means to the ultrasonic receiver means;
d) comparing the acquired transit times with a reference transit time of the pulsed ultrasonic surface waves in an undamaged thermal spray layer.

Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt die Idee zugrunde, dass Poren, Oxideinschlüsse, Risse oder andere Störungen in der thermischen Spritzschicht sowie eine zumindest abschnittsweise Delamination der Spritzschicht von dem Substrat einen unmittelbaren Einfluss auf die Ausbreitung und damit auch auf die Laufzeit der gepulsten Ultraschalloberflächenwellen haben. Durch einen Vergleich der erfassten Laufzeiten mit einer Referenzlaufzeit einer idealen, ungeschädigten thermischen Spritzschicht lässt sich darauf schließen, ob Schädigungen innerhalb der thermischen Spritzschicht vorhanden sind oder nicht. Das Ausmaß der Änderungen der Laufzeiten ermöglicht ebenfalls eine Abschätzung des Ausmaßes der Schädigungen. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich relativ einfach mit einem geringen Zeit- und Kostenaufwand durchführen. Vorteilhaft ist ferner, dass es sich um ein zerstörungsfreies Prüfverfahren handelt, das die thermische Spritzschicht nicht beschädigt. Das Verfahren ist für die Untersuchung beschichteter Substrate in unterschiedlicher Form und Größe geeignet. Überdies ist es unabhängig von der chemischen Zusammensetzung der thermischen Spritzschicht anwendbar. Ein stationärer Messaufbau ist nicht erforderlich, so dass auch Vor-Ort-Messungen durchgeführt werden können. The method according to the invention is based on the idea that pores, oxide inclusions, cracks or other disturbances in the thermal spray layer and at least partially delamination of the spray layer from the substrate have a direct influence on the propagation and thus also on the propagation time of the pulsed ultrasonic surface waves. By comparing the recorded transit times with a reference transit time of an ideal, undamaged thermal sprayed layer, it is possible to conclude whether or not there are any damages within the thermal sprayed layer. The extent of the changes in maturity also allows for an estimate of the extent of the damage. The method according to the invention can be carried out relatively easily with a low expenditure of time and costs. A further advantage is that it is a non-destructive test method that does not damage the thermal sprayed layer. The method is suitable for the examination of coated substrates in different shapes and sizes. Moreover, it is applicable regardless of the chemical composition of the thermal spray coating. A stationary measurement setup is not required, so that on-site measurements can be performed.

Um Tiefeninformationen erhalten zu können, wird in einer bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass Laufzeitmessungen bei unterschiedlichen Frequenzen der gepulsten Ultraschalloberflächenwellen durchgeführt werden. Da durch eine Änderung der Frequenz auch die Eindringtiefe der gepulsten Ultraschalloberflächenwellen verändert wird, ist es mittels des hier beschriebenen Verfahrens möglich festzustellen, in welcher Schichttiefe Störungen vorhanden sind und wie weit sie sich in das Innere der Schicht fortpflanzen. Auch eine zumindest abschnittsweise Delamination der thermischen Spritzschicht von dem Substrat lässt sich auf diese Weise erfassen. In order to be able to obtain depth information, it is proposed in a preferred embodiment that transit time measurements are carried out at different frequencies of the pulsed ultrasonic surface waves. Since a change in the frequency also changes the penetration depth of the pulsed ultrasonic surface waves, it is possible by means of the method described here to determine in which layer depth disturbances are present and how far they propagate into the interior of the layer. Even an at least partially delamination of the thermal spray layer from the substrate can be detected in this way.

Vorzugsweise wird dabei so vorgegangen, dass die Frequenzen der gepulsten Ultraschalloberflächenwellen sukzessive verringert werden. Dadurch wird die Eindringtiefe von der Oberfläche der thermischen Spritzschicht aus betrachtet sukzessive erhöht. Preferably, the procedure is such that the frequencies of the pulsed ultrasonic surface waves are successively reduced. As a result, the penetration depth is viewed from the surface of the thermal spray layer from successively increased.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Verfahrensschritte c) und d) mit einer Messeinrichtung automatisiert durchgeführt werden. Diese Verfahrensschritte können somit vorteilhaft ohne einen Eingriff eines Bedienpersonals ausgeführt werden. In a particularly advantageous embodiment, it is proposed that the method steps c) and d) be carried out automatically with a measuring device. These method steps can thus be advantageously carried out without intervention by an operator.

Vorzugsweise kann eine Mehrzahl von Referenzlaufzeiten in Speichermitteln der Messeinrichtung abrufbar gespeichert werden. Eine automatisierte Auswertung der Messergebnisse wird dadurch erleichtert. Insbesondere können in den Speichermitteln Referenzlaufzeiten für unterschiedliche Materialien abrufbar gespeichert werden. Preferably, a plurality of reference transit times can be stored in memory means of the measuring device retrievably. An automated evaluation of the measurement results is facilitated. In particular, reference times for different materials can be stored in the memory means retrievable.

Gemäß Anspruch 6 umfasst ein Verfahren zur Überprüfung von Schichteigenschaften einer thermischen Spritzschicht auf einem Substrat gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Schritte

a) Anordnen eines Ultraschallsendermittels und eines davon beabstandeten Ultraschallempfängermittels auf der thermischen Spritzschicht,
b) Erzeugen einer kontinuierlichen Ultraschalloberflächenwelle in der thermischen Spritzschicht mittels des Ultraschallsendermittels,
c) Erfassen der Schwingung der kontinuierlichen Ultraschalloberflächenwelle mittels des Ultraschallempfängermittels,
d) Ändern und Erfassen eines Abstands zwischen dem Ultraschallsendermittel und dem Ultraschallempfängermittel,
e) Bestimmen einer Phasenverschiebung zwischen einer kontinuierlichen Erregerschwingung des Ultraschallsendermittels und einer mittels des Ultraschallempfängermittels erfassten Schwingung der kontinuierlichen Ultraschalloberflächenwelle,
f) Berechnen einer Schallgeschwindigkeit aus dem erfassten Abstand zwischen dem Ultraschallsendermittel und dem Ultraschallempfängermittel, der Phasenverschiebung und einer Frequenz der kontinuierlichen Ultraschalloberflächenwelle,
g) Vergleichen der berechneten Schallgeschwindigkeit mit einer Referenzschallgeschwindigkeit der kontinuierlichen Ultraschalloberflächenwelle in einer ungeschädigten thermischen Spritzschicht.

According to claim 6, a method for examining film properties of a thermal spray coating on a substrate according to a second embodiment of the present invention comprises the steps

a) arranging an ultrasonic transmitter means and an ultrasonic receiver means spaced therefrom on the thermal spray coating,
b) generating a continuous ultrasonic surface wave in the thermal spray coating by means of the ultrasonic transmitter means,
c) detecting the vibration of the continuous ultrasonic surface wave by means of the ultrasonic receiver means,
d) changing and detecting a distance between the ultrasound transmitter means and the ultrasound receiver means,
e) determining a phase shift between a continuous excitation oscillation of the ultrasound transmitter means and a vibration of the continuous ultrasonic surface wave detected by the ultrasound receiver means,
f) calculating an acoustic velocity from the detected distance between the ultrasonic transmitter means and the ultrasonic receiver means, the phase shift and a frequency of the continuous ultrasonic surface wave,
g) comparing the calculated sound velocity with a reference sound velocity of the continuous ultrasonic surface wave in an undamaged thermal spray layer.

Diese zweite Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens geht ebenfalls von der Erkenntnis aus, dass Poren, Oxideinschlüsse, Risse oder andere Störungen in der thermischen Spritzschicht sowie eine zumindest abschnittsweise Delamination der Spritzschicht von dem Substrat einen unmittelbaren Einfluss auf die Ausbreitung und damit auch auf die Schallgeschwindigkeit einer kontinuierlichen Ultraschalloberflächenwelle haben. Anders als bei dem Verfahren gemäß Anspruch 1 wird die thermische Spritzschicht nunmehr mit einer kontinuierlichen Ultraschalloberflächenwelle und nicht mit gepulsten Ultraschalloberflächenwellen beaufschlagt. Dem Verfahren liegt weiterhin die Erkenntnis zugrunde, dass eine Änderung des Abstands zwischen dem Ultraschallsendermittel und dem Ultraschallempfängermittel durch Verschieben des Ultraschallempfängermittels oder alternativ durch Verschieben des Ultraschallsendermittels die Phasenverschiebung zwischen den Schwingungen des Ultraschallsendermittels und des Ultraschallempfängermittels verändert. Dabei entspricht eine Phasenverschiebung von 2π (d.h. ein kompletter Phasenumlauf) einer Verschiebung um eine Wellenlänge λ der Ultraschalloberflächenwelle. Zur Erhöhung der Messgenauigkeit wird der Abstand zwischen dem Ultraschallsendermittel und dem Ultraschallempfängermittel vorzugsweise so weit verändert, bis die gesamte Phasenverschiebung einem Vielfachen eines kompletten Phasenumlaufs entspricht. Indem die gesamte gemessene Verschiebestrecke des Ultraschallempfängermittels beziehungsweise des Ultraschallsendermittels durch die Anzahl der Phasenumläufe dividiert wird, wird ein Mittelwert der Wellenlänge der kontinuierlichen Ultraschalloberflächenwelle erhalten. Der auf diese Weise erhältliche Mittelwert der Wellenlänge λ kann dann zur Berechnung der Schallgeschwindigkeit c nach der bekannten mathematischen Beziehung c = λ·f verwendet werden, wobei f die Frequenz der kontinuierlichen Ultraschalloberflächenwelle ist. Durch einen Vergleich der erfassten Schallgeschwindigkeit mit einer Referenzschallgeschwindigkeit einer idealen, ungeschädigten thermischen Spritzschicht lässt sich auch mittels dieses Verfahrens darauf schließen, dass Schädigungen innerhalb der thermischen Spritzschicht vorhanden sind. Das Ausmaß der Änderungen der Schallgeschwindigkeit ermöglicht ebenfalls eine Abschätzung des Ausmaßes der Schädigungen. Auch diese Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich relativ einfach mit einem geringen Zeit- und Kostenaufwand durchführen. Vorteilhaft ist ferner, dass es sich auch hierbei um ein zerstörungsfreies Prüfverfahren handelt, das die thermische Spritzschicht nicht beschädigt. Das Verfahren ist für die Untersuchung beschichteter Substrate in unterschiedlicher Form und Größe geeignet. Überdies ist es unabhängig von der chemischen Zusammensetzung der thermischen Spritzschicht anwendbar. Ein stationärer Messaufbau ist nicht erforderlich, so dass auch Vor-Ort-Messungen durchgeführt werden können. This second variant of the method according to the invention is also based on the recognition that pores, oxide inclusions, cracks or other disturbances in the thermal spray layer and at least partially delamination of the spray layer from the substrate have a direct influence on the propagation and thus also on the speed of sound of a continuous Have ultrasonic surface wave. Unlike the method according to claim 1, the thermal spray layer is now subjected to a continuous ultrasonic surface wave and not pulsed ultrasonic surface waves. The method is further based on the finding that a change in the distance between the ultrasound transmitter means and the ultrasound receiver means by shifting the ultrasound receiver means or alternatively by shifting the ultrasound transmitter means alters the phase shift between the vibrations of the ultrasound transmitter means and the ultrasound receiver means. In this case, a phase shift of 2π (ie, a complete phase revolution) corresponds to a shift by a wavelength λ of the ultrasonic surface wave. To increase the measurement accuracy, the distance between the ultrasound transmitter means and the ultrasound receiver means is preferably changed until the total phase shift corresponds to a multiple of a complete phase revolution. By dividing the total measured displacement distance of the ultrasound receiver means or the ultrasound transmitter means by the number of phase revolutions, an average of the wavelength of the continuous ultrasonic surface acoustic wave is obtained. The mean value of the wavelength λ obtainable in this way can then be used to calculate the speed of sound c according to the known mathematical relationship c = λ · f where f is the frequency of the continuous ultrasonic surface wave. By comparing the detected sound velocity with a reference sound velocity of an ideal, undamaged thermal sprayed layer, it can also be concluded by means of this method that damage is present within the thermal sprayed layer. The extent of changes in the speed of sound also enables an estimate of the extent of the damage. This variant of the method according to the invention can be carried out relatively easily with a low time and cost. It is also advantageous that this is also a non-destructive test method that does not damage the thermal sprayed layer. The method is suitable for the examination of coated substrates in different shapes and sizes. Moreover, it is applicable regardless of the chemical composition of the thermal spray coating. A stationary measurement setup is not required, so that on-site measurements can be performed.

Um auch bei diesem Verfahren Tiefeninformationen über mögliche Schädigungen erhalten zu können, wird in einer bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass die Frequenz der kontinuierlichen Ultraschalloberflächenwelle variiert wird. Wie oben bereits erläutert, führt eine Änderung der Frequenz auch zu einer veränderten Eindringtiefe der Ultraschalloberflächenwelle. Daher kann mittels des hier beschriebenen Verfahrens durch einfache Frequenz- und damit Wellenlängenänderungen festgestellt werden, in welcher Schichttiefe Störungen vorhanden sind und wie weit sich diese in die Schicht fortpflanzen. Auch eine zumindest abschnittsweise Delamination der thermischen Spritzschicht von dem Substrat lässt sich auf diese Weise erfassen. In order to be able to obtain in this method depth information about possible damage, it is proposed in a preferred embodiment that the frequency of the continuous ultrasonic surface wave is varied. As already explained above, a change in the frequency also leads to a changed penetration depth of the ultrasonic surface wave. Therefore, it can be determined by means of the method described here by simple frequency and thus wavelength changes, in which layer depth disturbances are present and how far they propagate into the layer. Even an at least partially delamination of the thermal spray layer from the substrate can be detected in this way.

Vorzugsweise kann die Frequenz der kontinuierlichen Ultraschalloberflächenwelle sukzessive verringert werden. Dadurch wird eine systematische Untersuchung der thermischen Spritzschicht von außen nach innen in Richtung einer Grenzfläche zu dem Substrat ermöglicht. Preferably, the frequency of the continuous ultrasonic surface acoustic wave can be successively reduced. This enables a systematic investigation of the thermal spray coating from the outside inwards in the direction of an interface with the substrate.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass zumindest die Verfahrensschritte e) bis g) mit einer Messeinrichtung automatisiert durchgeführt werden. Dadurch kann der Messaufwand für das Bedienpersonal in vorteilhafter Weise verringert werden. Vorzugsweise kann der Abstand zwischen dem Ultraschallempfängermittel und dem Ultraschallsendermittel automatisiert verändert und zum Beispiel mittels einer Wegmessvorrichtung automatisiert bestimmt werden. In a particularly preferred embodiment, it is proposed that at least the method steps e) to g) be carried out automatically with a measuring device. As a result, the measurement effort for the operator can be reduced in an advantageous manner. Preferably, the distance between the ultrasound receiver means and the ultrasound transmitter means can be changed automatically and automatically determined, for example, by means of a displacement measuring device.

Vorzugsweise kann eine Mehrzahl von Referenzschallgeschwindigkeiten in Speichermitteln der Messeinrichtung abrufbar gespeichert werden. Dadurch kann die Auswertung der Messergebnisse weiter vereinfacht werden. Insbesondere können in den Speichermitteln Referenzschallgeschwindigkeiten für unterschiedliche Materialien abrufbar gespeichert werden. Preferably, a plurality of reference sound velocities can be stored in memory means of the measuring device retrievably. As a result, the evaluation of the measurement results can be further simplified. In particular, reference sound velocities for different materials can be stored retrievably in the memory means.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Dabei zeigen Further features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. Show

1 eine schematisch stark vereinfachte Darstellung eines Messaufbaus, der zur Durchführung eines Verfahrens zur Prüfung von Schichteigenschaften einer thermischen Spritzschicht auf einem Substrat gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingerichtet ist, 1 1 is a schematic, highly simplified representation of a measurement setup that is set up for carrying out a method for testing layer properties of a thermal spray coating on a substrate according to a first exemplary embodiment of the present invention,

2 eine schematisch stark vereinfachte Darstellung eines Messaufbaus, der zur Durchführung eines Verfahrens zur Prüfung von Schichteigenschaften einer thermischen Spritzschicht auf einem Substrat gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingerichtet ist. 2 a schematically greatly simplified representation of a measurement setup, which is adapted to carry out a method for testing layer properties of a thermal spray coating on a substrate according to a second embodiment of the present invention.

Unter Bezugnahme auf 1 umfasst ein erster Messaufbau 100 zur Prüfung von Schichteigenschaften einer thermischen Spritzschicht 1, die auf ein Substrat 2 aufgebracht wurde, ein Ultraschallsendermittel 3 und ein Ultraschallempfängermittel 4. Das Ultraschallsendermittel 3 ist an einer ersten Position auf der thermischen Spritzschicht 1 angeordnet. Das Ultraschallempfängermittel 4 ist an einer zweiten Position auf der thermischen Spritzschicht 1 angeordnet. Der Abstand d zwischen dem Ultraschallsendermittel 3 und dem Ultraschallempfängermittel 4 ist dabei fest. With reference to 1 includes a first measurement setup 100 for testing layer properties of a thermal sprayed coating 1 on a substrate 2 was applied, an ultrasonic transmitter 3 and an ultrasound receiver means 4 , The ultrasound transmitter 3 is at a first position on the thermal spray layer 1 arranged. The ultrasound receiver means 4 is at a second position on the thermal spray layer 1 arranged. The distance d between the ultrasound transmitter means 3 and the ultrasound receiver means 4 is fixed.

Das Ultraschallsendermittel 3 ist so ausgebildet, dass es gepulste Ultraschalloberflächenwellen in der thermischen Spritzschicht 1 erzeugen kann. Diese gepulsten Ultraschalloberflächenwellen breiten sich durch die thermische Spritzschicht 1 aus und werden vom Ultraschallempfängermittel 4 empfangen. Die Laufzeiten t_Puls der gepulsten Ultraschalloberflächenwellen, die für die Ausbreitung vom Ultraschallsendermittel 3 zum Ultraschallempfängermittel 4 benötigt werden, werden mittels einer Messeinrichtung 5 bestimmt. Es zeigt sich, dass zum Beispiel Poren, Oxideinschlüsse oder aus andersartige Störungen, die in der thermischen Spritzschicht 1 vorhanden sind, einen Einfluss auf die Laufzeiten t_Puls der gepulsten Ultraschalloberflächenwellen haben. Entsprechendes gilt auch bei einer zumindest abschnittsweisen Delamination der thermischen Spritzschicht 1 von dem Substrat 2. Diese wirkt sich ebenfalls auf die Laufzeiten t_Puls der gepulsten Ultraschalloberflächenwellen aus. Elastische und inelastische Eigenschaften des Schichtmaterials, die zum Beispiel durch das Vorhandensein von Poren, Oxideinschlüssen oder eine Delamination verändert werden, haben einen messbaren Einfluss auf die Ausbreitung des Ultraschalls. Die Laufzeiten t_Puls der gepulsten Ultraschalloberflächenwellen ändern sich im Vergleich zu einer idealen thermischen Spritzschicht 1, die keinerlei Poren, Oxideinschlüsse, Delaminationen oder sonstige Störungen aufweist. Durch einen Vergleich der gemessenen Laufzeiten t_Puls der gepulsten Ultraschalloberflächenwellen mit einer Laufzeit, die in einer idealen thermischen Spritzschicht 1 zu erwarten ist, lässt sich darauf schließen, ob in der thermischen Spritzschicht 1 Poren, Oxideinschlüsse oder gegebenenfalls auch andere Störungen vorhanden sind oder nicht. Ferner ist es möglich, eine zumindest abschnittsweise Delamination der thermischen Spritzschicht 1 zu erfassen. The ultrasound transmitter 3 is designed to produce pulsed ultrasonic surface waves in the thermal spray coating 1 can generate. These pulsed ultrasonic surface waves propagate through the thermal spray layer 1 and are from the ultrasound receiver means 4 receive. The transit times t _{pulse of} the pulsed ultrasonic surface waves, which are responsible for the propagation of the ultrasonic transmitter 3 to the ultrasound receiver means 4 be required are by means of a measuring device 5 certainly. It turns out that, for example, pores, oxide inclusions or other types of interference in the thermal spray coating 1 have an influence on the transit times t _{pulse of} the pulsed ultrasonic surface waves. The same applies to an at least partial delamination of the thermal sprayed layer 1 from the substrate 2 , This also has an effect on the transit times t _{pulse of} the pulsed ultrasonic surface waves. Elastic and inelastic properties of the layer material, which are modified for example by the presence of pores, oxide inclusions or delamination, have a measurable influence on the propagation of the ultrasound. The transit times t _{pulse of} the pulsed ultrasonic surface waves change in comparison to an ideal thermal spray coating 1 which has no pores, oxide inclusions, delaminations or other disturbances. By comparing the measured transit times t _pulse of pulsed ultrasonic surface waves with a transit time, which in an ideal thermal spray coating 1 is to be expected, can be concluded, whether in the thermal spray coating 1 Pores, oxide inclusions or possibly other disorders are present or not. Furthermore, it is possible to effect an at least partial delamination of the thermal spray coating 1 capture.

Durch eine Änderung der Frequenz der gepulsten Ultraschalloberflächenwellen kann die Eindringtiefe variiert werden, da mit der Frequenzänderung auch eine Wellenlängenänderung einhergeht. Dadurch ist es möglich, die thermische Spritzschicht 1 in unterschiedlichen Schichttiefen zu untersuchen und Änderungen der Laufzeiten t_Puls der gepulsten Ultraschalloberflächenwellen tiefenanhängig nachzuweisen. Auf diese Weise kann in vorteilhafter Weise festgestellt werden, in welcher Schichttiefe unter Umständen Poren, Risse oder Oxideinschlüsse vorliegen und/oder wie weit sich diese in die Tiefe fortpflanzen. Bei Kenntnis der Dicke der thermischen Spritzschicht 1 kann durch eine geeignete Wahl der Frequenz die Grenzfläche zwischen der thermischen Spritzschicht 1 und der Oberfläche des Substrats 2 untersucht werden, um eine mögliche Delamination der Spritzschicht 1 nachzuweisen. By changing the frequency of the pulsed ultrasonic surface waves, the penetration depth can be varied since the change in frequency is accompanied by a change in wavelength. This makes it possible, the thermal sprayed coating 1 to investigate at different layer depths and to detect changes in the transit times t _{pulse of} the pulsed ultrasonic surface waves in depth. In this way it can be determined in an advantageous manner, in which layer depth, under certain circumstances, pores, cracks or oxide inclusions are present and / or how far they propagate into the depth. With knowledge of the thickness of the thermal spray coating 1 can by a suitable choice of frequency, the interface between the thermal spray coating 1 and the surface of the substrate 2 to be investigated for possible delamination of the sprayed layer 1 demonstrated.

Das vorstehend beschriebene Verfahren ermöglicht eine einfache und kostengünstige Überprüfung von Schichteigenschaften der thermischen Spritzschicht 1, insbesondere im Hinblick auf Schädigungen durch Poren, Risse, Oxideinschlüsse oder eine Delamination. Das Verfahren ist unabhängig von der Form und Größe des mit der thermischen Spritzschicht 1 beschichteten Substrats 2 einsetzbar und hat den besonderen Vorteil, dass es zerstörungsfrei arbeitet. Ein stationärer Messaufbau 100 ist nicht erforderlich. Der Messaufbau eignet sich auch für Vor-Ort-Messungen. Für zahlreiche Anwendungszwecke liefert dieses Verfahren eine ausreichend hohe Messgenauigkeit. Die Messeinrichtung 5 kann so ausgebildet sein, dass sie die Messungen automatisch durchführen und auswerten kann. Die Referenzlaufzeiten, mit denen die gemessenen Laufzeiten verglichen werden, sind vorzugsweise in Speichermitteln der Messeinrichtung 5 abrufbar gespeichert. The method described above enables a simple and cost-effective verification of layer properties of the thermal spray coating 1 in particular with regard to damage caused by pores, cracks, oxide inclusions or delamination. The process is independent of the shape and size of the thermal sprayed layer 1 coated substrate 2 can be used and has the particular advantage that it works non-destructively. A stationary measurement setup 100 not necessary. The measurement setup is also suitable for on-site measurements. For many applications, this method provides a sufficiently high measurement accuracy. The measuring device 5 can be designed so that it can automatically perform the measurements and evaluate. The reference transit times with which the measured transit times are compared are preferably in storage means of the measuring device 5 saved stored.

Unter Bezugnahme auf 2 soll nachfolgend ein zweiter Messaufbau 200 näher erläutert werden, der zur Durchführung eines Verfahrens zur Prüfung von Schichteigenschaften einer thermischen Spritzschicht 1 auf einem Substrat 2 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingerichtet ist. Dieses Verfahren zeichnet sich in erster Linie dadurch aus, dass das Vorhandensein von Poren, Oxideinschlüssen und gegebenenfalls weiteren Störungen in der thermischen Spritzschicht 1 beziehungsweise eine zumindest abschnittsweise Delamination der thermischen Spritzschicht 1 von dem Substrat 2 mit höherer Genauigkeit erfasst werden kann. With reference to 2 will be a second measurement setup below 200 to be explained in more detail for carrying out a method for testing layer properties of a thermal spray coating 1 on a substrate 2 is arranged according to a second embodiment of the present invention. This method is characterized primarily by the fact that the presence of pores, oxide inclusions and possibly further disturbances in the thermal spray coating 1 or at least partially delamination of the thermal sprayed layer 1 from the substrate 2 can be detected with higher accuracy.

Der Messaufbau 200 umfasst wiederum ein Ultraschallsendermittel 6 sowie ein Ultraschallempfängermittel 7. Das Ultraschallsendermittel 6 ist ortsfest an einer ersten Position auf der thermischen Spritzschicht 1 angeordnet. Das Ultraschallempfängermittel 7 ist an einer zweiten Position auf der thermischen Spritzschicht 1 angeordnet. Anders als im ersten Ausführungsbeispiel kann der Abstand d zwischen dem Ultraschallsendermittel 6 und dem Ultraschallempfängermittel 7 jedoch variiert werden. Zu diesem Zweck ist das Ultraschallempfängermittel 7 an eine Verschiebeeinrichtung 8 angeschlossen, die so ausgebildet ist, dass sie das Ultraschallempfängermittel 7 entweder in Richtung des Ultraschallsendermittels 6 oder von dem Ultraschallsendermittel 6 weg verschieben kann. Ferner ist eine Wegmessvorrichtung 9 vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, die durch die Verschiebung des Ultraschallempfängermittels 7 hervorgerufene Änderung des Abstands d zwischen dem Ultraschallsendermittel 6 und dem Ultraschallempfängermittel 7 zu messen. Die Wegmessvorrichtung 9 ist vorliegend in die Verschiebeeinrichtung 8 integriert. Alternativ können die Wegmessvorrichtung 9 und die Verschiebeeinrichtung 8 auch zwei separate Komponenten des Messaufbaus 200 sein. Grundsätzlich ist es auch möglich, den Aufbau umzukehren und das Ultraschallempfängermittel 7 ortsfest an der thermischen Spritzschicht 1 anzuordnen und das Ultraschallsendermittel 6 mittels der Verschiebeeinrichtung 8 verschiebbar zu gestalten. The measurement setup 200 again comprises an ultrasound transmitter means 6 and an ultrasound receiver means 7 , The ultrasound transmitter 6 is stationary at a first position on the thermal sprayed layer 1 arranged. The ultrasound receiver means 7 is at a second position on the thermal spray layer 1 arranged. Unlike in the first embodiment, the distance d between the ultrasonic transmitter means 6 and the ultrasound receiver means 7 however, they are varied. For this purpose, the ultrasound receiver means 7 to a displacement device 8th connected, which is adapted to the ultrasonic receiver means 7 either in the direction of Ultrasonic transmitter means 6 or from the ultrasound transmitter means 6 can move away. Further, a Wegmessvorrichtung 9 provided, which is adapted to by the displacement of the ultrasonic receiver means 7 caused change of the distance d between the ultrasonic transmitter means 6 and the ultrasound receiver means 7 to eat. The path measuring device 9 is present in the displacement device 8th integrated. Alternatively, the Wegmessvorrichtung 9 and the shifting device 8th also two separate components of the measurement setup 200 be. In principle, it is also possible to reverse the structure and the ultrasound receiver means 7 stationary at the thermal sprayed layer 1 to arrange and the ultrasonic transmitter means 6 by means of the displacement device 8th to make it movable.

Anders als im ersten Ausführungsbeispiel ist das Ultraschallsendermittel 6 so ausgebildet, dass es eine kontinuierliche Ultraschalloberflächenwelle in der thermischen Spritzschicht 1 erzeugen kann. Diese kontinuierliche Ultraschalloberflächenwelle breitet sich durch die thermische Spritzschicht 1 aus und wird vom Ultraschallempfängermittel 7 empfangen. Unlike the first embodiment, the ultrasonic transmitter means 6 designed so that there is a continuous ultrasonic surface wave in the thermal spray coating 1 can generate. This continuous ultrasonic surface wave propagates through the thermal spray coating 1 and is from the ultrasound receiver means 7 receive.

Der Messaufbau 200 weist eine Messeinrichtung 10 auf, die an das Ultraschallsendermittel 6 und an das Ultraschallempfängermittel 7 angeschlossen ist. Die Wegmessvorrichtung 9 ist an die Messeinrichtung 10 angeschlossen. Die Verschiebeeinrichtung 8 kann optional ebenfalls an die Messeinrichtung 10 angeschlossen sein, um insbesondere eine automatisierte Verschiebung des Ultraschallempfängermittels 7, die vorteilhaft durch die Messeinrichtung 10 gesteuert werden kann, zu ermöglichen. Die Schwingungen des Ultraschallsendermittels 6 und des Ultraschallempfängermittels 7 bilden Eingangsgrößen für die Messeinrichtung 10 und werden in diese eingespeist. Die Messeinrichtung 10 ist so ausgebildet, dass die Phasenlage zwischen den Schwingungen des Ultraschallsendermittels 6 und des Ultraschallempfängermittels 7 erfasst werden kann. Durch eine Änderung des Abstands d zwischen dem Ultraschallsendermittel 6 und dem Ultraschallempfängermittel 7 durch Verschieben des Ultraschallempfängermittels 7 ändert sich die Phasenverschiebung zwischen den beiden Schwingungen. Dabei entspricht eine Phasenverschiebung von 2π (d.h. ein kompletter Phasenumlauf) einer Verschiebung des Ultraschallempfängermittels 7, die mittels der Wegmessvorrichtung 9 erfasst werden kann, um eine Wellenlänge λ der Ultraschalloberflächenwelle. Die Messeinrichtung 10 kann vorteilhaft ein Anzeigemittel 11 umfassen, um die Schwingungen des Ultraschallsendermittels 6 und des Ultraschallempfängermittels 7 für einen Benutzer zu visualisieren. The measurement setup 200 has a measuring device 10 on to the ultrasound transmitter 6 and to the ultrasound receiver means 7 connected. The path measuring device 9 is to the measuring device 10 connected. The displacement device 8th Optionally also to the measuring device 10 in particular, an automated displacement of the ultrasonic receiver means 7 that benefits from the measuring device 10 can be controlled. The vibrations of the ultrasonic transmitter 6 and the ultrasonic receiver means 7 form input variables for the measuring device 10 and are fed into this. The measuring device 10 is formed so that the phase position between the vibrations of the ultrasonic transmitter means 6 and the ultrasonic receiver means 7 can be detected. By changing the distance d between the ultrasound transmitter means 6 and the ultrasound receiver means 7 by moving the ultrasonic receiver means 7 changes the phase shift between the two oscillations. In this case, a phase shift of 2π (ie, a complete phase revolution) corresponds to a displacement of the ultrasonic receiver means 7 , by means of the distance measuring device 9 can be detected by a wavelength λ of the ultrasonic surface wave. The measuring device 10 can advantageously a display means 11 include the vibrations of the ultrasonic transmitter 6 and the ultrasonic receiver means 7 for a user to visualize.

Zur Erhöhung der Messgenauigkeit wird das Ultraschallempfängermittel 7 vorzugsweise so weit verschoben, bis die gesamte Phasenverschiebung einem Vielfachen eines kompletten Phasenumlaufs entspricht. Indem die gesamte gemessene Verschiebestrecke des Ultraschallempfängermittels 7 durch die Anzahl der Phasenumläufe dividiert wird, wird ein Mittelwert der Wellenlänge der kontinuierlichen Ultraschalloberflächenwelle erhalten. Der auf diese Weise erhältliche Mittelwert der Wellenlänge λ kann zur Berechnung der Schallgeschwindigkeit c nach der bekannten mathematischen Beziehung c = λ·f verwendet werden, wobei f die Frequenz der kontinuierlichen Ultraschalloberflächenwelle ist. To increase the measurement accuracy is the ultrasound receiver means 7 preferably shifted so far until the entire phase shift corresponds to a multiple of a complete phase revolution. By the total measured displacement distance of the ultrasonic receiver means 7 divided by the number of phase revolutions, an average of the wavelength of the continuous ultrasonic surface acoustic wave is obtained. The mean value of the wavelength λ obtainable in this way can be used to calculate the speed of sound c according to the known mathematical relationship c = λ · f where f is the frequency of the continuous ultrasonic surface wave.

Störungen innerhalb der thermischen Spritzschicht 1, die zum Beispiel durch Poren, Risse, Oxideinschlüsse oder eine zumindest abschnittsweise Delamination hervorgerufen werden, haben einen unmittelbaren Einfluss auf die Schallgeschwindigkeit der kontinuierlichen Ultraschalloberflächenwelle. Die experimentell bestimmte Schallgeschwindigkeit wird nun mit einer Referenzschallgeschwindigkeit verglichen, wie sie bei einer idealen thermischen Spritzschicht 1 ohne Poren, Oxideinschlüsse, eine zumindest abschnittsweise Delamination oder sonstige Störungen zu erwarten ist. Auf diese Weise lässt sich sehr einfach feststellen, ob in der thermischen Spritzschicht 1 entsprechende Poren, Oxideinschlüsse, eine zumindest abschnittsweise Delamination oder sonstige Störungen vorhanden sind. Disturbances within the thermal spray coating 1 which are caused, for example, by pores, cracks, oxide inclusions or at least partially delamination, have a direct influence on the speed of sound of the continuous ultrasonic surface wave. The experimentally determined speed of sound is now compared with a reference sound velocity, as in an ideal thermal spray coating 1 without pores, oxide inclusions, at least partially delamination or other disturbances is to be expected. In this way, it is very easy to determine whether in the thermal spray coating 1 corresponding pores, oxide inclusions, an at least partially delamination or other disorders are present.

Um Tiefeninformationen zu erhalten, ist es zweckmäßig, die Messungen mit veränderten Frequenzen der kontinuierlichen Ultraschalloberflächenwelle zu wiederholen. Je kleiner die Frequenz gewählt ist, desto größer ist die Eindringtiefe der Ultraschalloberflächenwelle in das Innere der thermischen Spritzschicht 1. So ist es zum Beispiel möglich, die thermische Spritzschicht durch sukzessives Verringern der Frequenz der kontinuierlichen Ultraschalloberflächenwelle von außen nach innen abzutasten. Dabei wird nach dem oben erläuterten Prinzip ein Mittelwert der Wellenlänge bestimmt und aus der Beziehung c = λ·f wiederum die Schallgeschwindigkeit ermittelt. Auf diese Weise wird ein Tiefenprofil der Schallgeschwindigkeit erhalten, aus dem durch einen Vergleich mit einer Referenzgeschwindigkeit darauf geschlossen werden kann, wo die thermische Spritzschicht 1 Schädigungen, insbesondere in Form von Poren oder Oxideinschlüssen, aufweist. So lässt sich zum Beispiel feststellen, wo Schädigungen ihren Ursprung haben und wie weit sich einzelne Schädigungen in die Tiefe der thermischen Spritzschicht 1 erstrecken. Das auf diese Weise erhaltene Tiefenprofil ermöglicht eine eindeutige Unterscheidung zwischen einer zumindest abschnittsweise Delamination der thermischen Spritzschicht 1 von dem Substrat 2 und Poren beziehungsweise Oxideinschlüssen. In order to obtain depth information, it is useful to repeat the measurements with changed frequencies of the continuous ultrasonic surface wave. The smaller the frequency chosen, the greater the penetration depth of the ultrasonic surface wave into the interior of the thermal spray layer 1 , For example, it is possible to scan the thermal spray layer by successively decreasing the frequency of the continuous ultrasonic surface wave from outside to inside. In this case, an average value of the wavelength is determined according to the principle explained above and from the relationship c = λ · f again determines the speed of sound. In this way, a depth profile of the speed of sound is obtained, from which it can be concluded by comparison with a reference speed on where the thermal spray coating 1 Damage, especially in the form of pores or oxide inclusions has. For example, it is possible to determine where damage originated and how far away individual damage is in the depth of the thermal sprayed layer 1 extend. The depth profile obtained in this way allows a clear distinction between one at least partially delamination of the thermal sprayed layer 1 from the substrate 2 and pores or oxide inclusions.

Auch diese zweite Variante des Verfahrens zur Prüfung von Schichteigenschaften einer thermischen Spritzschicht 1 auf einem Substrat 2 ermöglicht eine zerstörungsfreie Untersuchung. Mittels des Verfahrens können mit einem geringen Zeit- und Kostenaufwand auch große Bereiche der thermischen Spritzschicht 1 untersucht werden. Das Verfahren kann unabhängig von der Größe und Form des mit der thermischen Spritzschicht 1 beschichteten Substrats 2 durchgeführt werden. Das Verfahren ermöglicht in vorteilhafter Weise auch eine Überprüfung der thermischen Spritzschicht 1 vor Ort. Ein stationärer Messaufbau 200 ist nicht erforderlich. This second variant of the method for testing layer properties of a thermal sprayed layer 1 on a substrate 2 allows a nondestructive investigation. By means of the method, large areas of the thermal spray layer can be produced with a low expenditure of time and money 1 to be examined. The process can be independent of the size and shape of the thermal sprayed layer 1 coated substrate 2 be performed. The method also advantageously allows a review of the thermal spray coating 1 on site. A stationary measurement setup 200 not necessary.

Vorzugsweise ist die Messeinrichtung 10 so ausgebildet, dass sie die Messungen, insbesondere auch die Messungen der Tiefenprofile, automatisch durchführen und auswerten kann. Dann ist es erforderlich, dass die Wegmessvorrichtung 9 an die Messeinrichtung 10 angeschlossen ist, damit dieser Informationen über die Verschiebung des Ultraschallempfängermittels 7 relativ zum Ultraschallsendermittel 6 zur Verfügung gestellt werden können. Die Referenzschallgeschwindigkeiten, mit denen die gemessenen Schallgeschwindigkeiten verglichen werden, sind vorzugsweise in Speichermitteln der Messeinrichtung 10 abrufbar gespeichert. Preferably, the measuring device 10 designed so that they can automatically perform and evaluate the measurements, especially the measurements of the depth profiles. Then it is necessary that the distance measuring device 9 to the measuring device 10 is connected so that this information about the displacement of the ultrasound receiver means 7 relative to the ultrasound transmitter means 6 can be made available. The reference sound velocities with which the measured sound velocities are compared are preferably in storage means of the measuring device 10 saved stored.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19752574 A1 [0006]
US 2008/0038477 A1 [0007]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

DIN EN 657 [0002]

Claims

Method for testing layer properties of a thermal sprayed coating ( 1 ) on a substrate ( 2 ), comprising the steps of a) arranging an ultrasonic transmitter ( 3 ) and an ultrasonic receiver means spaced therefrom ( 4 ) on the thermal spray layer ( 1 b) generating pulsed ultrasonic surface waves in the thermal spray coating (US Pat. 1 ) by means of the ultrasonic transmitter ( 3 ), c) detecting the transit times of the pulsed ultrasonic surface waves from the ultrasonic transmitter means ( 3 ) to the ultrasound receiver means ( 4 ), d) comparing the acquired transit times with a reference transit time of the pulsed ultrasonic surface waves in an undamaged thermal spray layer ( 1 ).

A method according to claim 1, characterized in that transit time measurements are carried out at different frequencies of the pulsed ultrasonic surface waves.

A method according to claim 2, characterized in that the frequencies of the pulsed ultrasonic surface waves are successively reduced.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the method steps c) and d) with a measuring device ( 5 ) be carried out automatically.

A method according to claim 4, characterized in that a plurality of reference delays in storage means of the measuring device ( 5 ) is stored retrievably.

Method for testing layer properties of a thermal sprayed coating ( 1 ) on a substrate ( 2 ), comprising the steps of a) arranging an ultrasonic transmitter ( 6 ) and an ultrasonic receiver means spaced therefrom ( 7 ) on the thermal spray layer ( 1 b) producing a continuous ultrasonic surface wave in the thermal spray layer (US Pat. 1 ) by means of the ultrasonic transmitter ( 3 c) detecting the oscillation of the continuous ultrasonic surface wave by means of the ultrasonic receiver means (FIG. 6 d) changing and detecting a distance between the ultrasound transmitter means (FIG. 6 ) and the ultrasonic receiver means ( 7 e) Determining a phase shift between a continuous exciter oscillation of the ultrasound transmitter ( 6 ) and one by means of the ultrasonic receiver means ( 7 f) calculating a speed of sound from the detected distance between the ultrasound transmitter means (15) 3 ) and the ultrasonic receiver means ( 7 g) comparing the calculated sonic velocity with a reference sonic velocity of the continuous ultrasonic surface wave in an undamaged thermal spray layer (12), the phase shift and a frequency of the continuous ultrasonic surface wave; 1 ).

A method according to claim 6, characterized in that the frequency of the continuous ultrasonic surface wave is varied.

A method according to claim 7, characterized in that the frequency of the continuous ultrasonic surface wave is successively reduced.

Method according to one of claims 6 to 8, characterized in that at least the method steps e) to g) with a measuring device ( 10 ) be carried out automatically.

A method according to claim 9, characterized in that a plurality of reference sound velocities in storage means of the measuring device ( 10 ) is stored retrievably.