JP2008014959A - Method for inspecting coating member for interface defects - Google Patents

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貴博 久保
Kazuhiro Saito
和宏 齊藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for inspecting coating members for interface defects, making clear the interfaces between interface defect parts and sound parts when the interface defect parts of the coating members are to be detected, and nondestructively detecting the shapes and sizes of the interface defect parts. <P>SOLUTION: In the method for inspecting coating members for interface defects and nondestructively inspecting interface defect parts of a coating member, with which substrate surfaces of a metal structure are coated, some location of the coating member is spot-heated to determine a state of thermal diffusion to its periphery from the spot-heated location as center, as a coating surface temperature distribution. Cracks present in the substrate are detected, on the basis of uneven parts of thermal diffusion in the determined coating surface temperature distribution. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、金属材料の基材表面にコーティングされたコーティング部材の皮膜剥離、密着性の低下、亀裂等の界面欠陥部を検査するコーティング部材の界面欠陥検査方法に関する。   The present invention relates to an interface defect inspection method for a coating member that inspects an interface defect portion such as a film peeling, a decrease in adhesion, and a crack of a coating member coated on a substrate surface of a metal material.

従来、溶射皮膜のような厚膜あるいは蒸着のような薄い皮膜の密着性、剥離強度等を診断する検査方法には種々の方法が提案されている。例えば、密着度の評価については、JIS−R4204(セラミックコーティング試験方法)がある。この評価方法は破壊試験によるものであって、定期検査時等の実プラント機器・部品の非破壊評価にはそのまま適用できない。   Conventionally, various methods have been proposed as an inspection method for diagnosing adhesion, peel strength, etc. of a thick film such as a sprayed film or a thin film such as vapor deposition. For example, there is JIS-R4204 (ceramic coating test method) for evaluation of adhesion. This evaluation method is based on a destructive test, and cannot be applied as it is to nondestructive evaluation of actual plant equipment / parts at the time of periodic inspection.

このため、実プラント等の定期点検時あるいは精密検査時等の設備診断には、それらの稼動中に金属構造物の基材表面に溶射されたコーティング部材の皮膜剥離、密着性の低下、界面亀裂の形状・寸法を測定する非破壊検査方法の開発が必要とされている。   For this reason, equipment inspections such as periodic inspections or precision inspections of actual plants, etc., can be applied to the surface of the metal structure during the operation of the coating member, peeling of coating material, lowering of adhesion, interfacial cracks, etc. There is a need to develop non-destructive inspection methods for measuring the shape and dimensions of materials.

近年、コーティング部材の界面欠陥部を非破壊的に検査する方法には、数多くの手法が開示されているが、その中でも超音波法、レーザーホログラフィ法、赤外線法等が実用的に供されている。   In recent years, many methods have been disclosed for nondestructively inspecting an interface defect portion of a coating member. Among them, an ultrasonic method, a laser holography method, an infrared method, etc. are practically used. .

超音波法の適用例としては、「超音波法による溶射皮膜の剥離および密着性分布の推定に関する研究」(菅等:溶射、Vol.28、No.4、p.26、1991)等が挙げられる。しかし超音波法は、検査に多大な時間を要する上、複雑な曲面形状を呈する実プラントの部品には適用しにくい欠陥がある。   As an application example of the ultrasonic method, “Study on peeling of thermal spray coating and estimation of adhesion distribution by ultrasonic method” (菅 etc .: Thermal spraying, Vol. 28, No. 4, p. 26, 1991) and the like can be mentioned. It is done. However, the ultrasonic method requires a lot of time for inspection, and has defects that are difficult to apply to parts of an actual plant having a complicated curved surface shape.

レーザーホログラフィ法の適用例としては、例えば「シアリングを利用した非破壊検査」(伊藤:光アライアンス、p.25、1991.8)等が挙げられる。しかしレーザーホログラフィ法は、被検体を加振する装置、または被検体全体を減圧状態に置く装置が必要であり、現場での円滑な作業進捗性が劣っている。   As an application example of the laser holography method, for example, “non-destructive inspection using shearing” (Ito: Optical Alliance, p. 25, 1991.8) and the like can be mentioned. However, the laser holography method requires a device that vibrates the subject or a device that puts the entire subject in a reduced pressure state, and the smooth progress of work on site is inferior.

一方、赤外線映像装置を用いたコーティング部材の欠陥の非破壊的な検査方法は、その装置が比較的安価でコンパクトであり、現場での円滑な作業進捗性も高いことから、例えば「界面亀裂の熱画像解析とその評価」(伊藤等:日本セラミックス協会学術論文誌、Vol.97、No.11、p.1358、1989)に示されるように、検査手法としてかなり有望視されている。   On the other hand, the non-destructive inspection method for coating member defects using an infrared imaging device is relatively inexpensive and compact, and has a high level of smooth work progress on site. As shown in “Thermal Image Analysis and Its Evaluation” (Ito et al .: Journal of the Ceramic Society of Japan, Vol. 97, No. 11, p. 1358, 1989), it is regarded as a promising inspection technique.

ここで、この検査に用いる赤外線映像装置を、図23に示す基本原理図を用いて説明する。まず、物体1の表面に常温以上の温度が生じている場合には、診断対象となる物体1は、常時その表面温度2に応じた電磁波を放射している。この放射エネルギー3aの波長は約0.72から1000μmの赤外線領域の波長であり、また全ての物体1は絶対温度零度(−273℃)以上の放射エネルギー3bを赤外線として放射している。そこでこの放射エネルギー3aを検出し、電気信号5に変換して熱画像6として表示し、物体1の表面温度2を求めている。この赤外線映像装置は、基本的にカメラ7、コントロール部8、および表示部9を備え、カメラ7で物体1から放射された赤外線3bをレンズ4を介して光学的に集光し、検出器10に導く。なお、この検出器10には、インジウムアンチモン(InSn)、水銀カドミウムテルル(HgCdTe)の半導体量子検出器が用いられている。そして、この検出器10で、集光した赤外線3bを電気信号5に変換し、この電気信号5をコントロール部8へ送り、信号処理した後、表示部9に熱画像6として画像表示するようになっている。   Here, the infrared imaging apparatus used for this inspection will be described with reference to the basic principle diagram shown in FIG. First, when a temperature equal to or higher than normal temperature is generated on the surface of the object 1, the object 1 to be diagnosed always emits an electromagnetic wave corresponding to the surface temperature 2. The wavelength of the radiant energy 3a is in the infrared region of about 0.72 to 1000 μm, and all the objects 1 radiate radiant energy 3b having an absolute temperature of zero degrees (−273 ° C.) or more as infrared rays. Therefore, this radiant energy 3a is detected, converted into an electric signal 5, and displayed as a thermal image 6, and the surface temperature 2 of the object 1 is obtained. This infrared video apparatus basically includes a camera 7, a control unit 8, and a display unit 9. The infrared ray 3 b radiated from the object 1 by the camera 7 is optically condensed via a lens 4, and a detector 10. Lead to. The detector 10 is a semiconductor quantum detector of indium antimony (InSn) or mercury cadmium tellurium (HgCdTe). The detector 10 converts the condensed infrared ray 3b into an electrical signal 5, and sends the electrical signal 5 to the control unit 8 for signal processing, and then displays the image as a thermal image 6 on the display unit 9. It has become.

また物体1の表面に常温以上の温度が生じていない場合でも、図24に示すように、外部から強制的に診断対象となる物体1に熱11aを加えて、その時に生じる赤外線熱画像から物体1の異常診断をすることが行われている。すなわち、物体1を加熱源11からの熱11aにより加熱し、この時生じる物体1中の欠陥部12の熱伝導係数、および熱容量の差を利用して、欠陥部12を熱画像として表示するようになっている(例えば、腰原、赤外線カメラによる新しい設備診断技術、メンテナンス、1988年3月)。   Further, even when the surface of the object 1 does not have a temperature equal to or higher than normal temperature, as shown in FIG. 24, heat 11a is forcibly applied from the outside to the object 1 to be diagnosed, and the object is detected from the infrared thermal image generated at that time. 1 abnormality diagnosis is performed. That is, the object 1 is heated by the heat 11a from the heating source 11, and the defect 12 is displayed as a thermal image by using the difference in heat conductivity coefficient and heat capacity of the defect 12 in the object 1 generated at this time. (For example, Koshihara, new equipment diagnosis technology using infrared camera, maintenance, March 1988).

図23および図24で示した従来の赤外線法によるコーティング部材の界面欠陥部を非破壊的に検査する方法は、コーティング部材のコーティング面あるいは基材面を熱源により加熱したとき、界面欠陥部の有無で熱の伝導状態が異なることを利用し、コーティング表面の温度分布から、界面欠陥部と健全部を見極めるものである。   The method for inspecting the interface defect portion of the coating member by the conventional infrared method shown in FIGS. 23 and 24 in a nondestructive manner is the presence or absence of the interface defect portion when the coating surface or the substrate surface of the coating member is heated by a heat source. By utilizing the fact that the heat conduction state is different, the interface defect part and the healthy part are determined from the temperature distribution on the coating surface.

この方法では、必ず界面欠陥部と健全部との境界に温度勾配が存在するため、境界が不明瞭になる欠点がある。境界が不明瞭な熱画像では、界面欠陥部の形状・寸法を正確に計測できず、検査の信頼性が乏しい。   This method has a drawback that the boundary is unclear because there is always a temperature gradient at the boundary between the interface defect portion and the healthy portion. In thermal images with unclear boundaries, the shape and dimensions of interface defects cannot be measured accurately, and the inspection reliability is poor.

さらに、被検体を均一に加熱することが困難であるため、コーティング部の温度分布が乱れ、界面欠陥部の検出が不正確になっている。   Furthermore, since it is difficult to heat the subject uniformly, the temperature distribution in the coating portion is disturbed, and the detection of the interface defect portion is inaccurate.

本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、コーティング部材の界面欠陥部を検出するにあたり、界面欠陥部と健全部との境界を明瞭にし、界面欠陥部の形状・寸法を精度良く非破壊的に推定するコーティング部材の界面欠陥検査方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such points, and in detecting the interface defect portion of the coating member, the boundary between the interface defect portion and the healthy portion is clarified, and the shape and dimensions of the interface defect portion are accurately determined. An object of the present invention is to provide a non-destructive estimation method for an interface defect inspection of a coating member.

さらに、本発明の他の目的は、被検体の加熱ムラによる誤差を補正してコーティング表面温度分布を求め、求めたコーティング表面温度分布から界面欠陥部と健全部との境界を定め、界面欠陥部の形状・寸法を精度良く非破壊的に推定するコーティング部材の界面欠陥検査方法を提供することにある。   Furthermore, another object of the present invention is to obtain a coating surface temperature distribution by correcting an error due to uneven heating of the specimen, determine a boundary between the interface defect portion and the healthy portion from the obtained coating surface temperature distribution, Another object of the present invention is to provide an interface defect inspection method for coating members that accurately and non-destructively estimates the shape and dimensions of the coating member.

本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法は、上記目的を達成するために、請求項1に記載したように、金属構造物の基材表面にコーティングされたコーティング部材の界面欠陥部を非破壊的に検査するコーティング部材の界面欠陥検査方法において、上記コーティング部材のある位置をスポット加熱し、スポット加熱位置を中心にして周りに熱が拡散する状態をコーティング表面温度分布として求め、求めたコーティング表面温度分布のうち、熱拡散の不均衡部分から基材に存在する亀裂を検出する方法である。   In order to achieve the above object, a method for inspecting an interface defect of a coating member according to the present invention provides a non-destructive interface defect portion of a coating member coated on a substrate surface of a metal structure as described in claim 1. In a method for inspecting an interface defect of a coating member to be inspected, a position where the coating member is located is spot-heated, a state in which heat is diffused around the spot-heating position is obtained as a coating surface temperature distribution, and the obtained coating surface This is a method of detecting cracks existing in a substrate from an unbalanced portion of thermal diffusion in a temperature distribution.

本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法は、上記目的を達成するために、請求項2に記載したように、金属構造物の基材表面にコーティングされたコーティング部材の界面欠陥部を非破壊的に検査するコーティング部材の界面欠陥検査方法において、上記コーティング部材のある位置をスポット加熱し、スポット加熱位置を中心にして周りに熱が拡散する状態をコーティング表面温度分布として求め、求めたコーティング表面温度分布のうち、熱拡散の不均衡部分から基材に存在する亀裂を検出し、亀裂の両側のコーティング表面温度の差から亀裂の深さを推定する方法である。   In order to achieve the above object, an interface defect inspection method for a coating member according to the present invention provides a non-destructive interface defect portion of a coating member coated on a substrate surface of a metal structure. In a method for inspecting an interface defect of a coating member to be inspected, a position where the coating member is located is spot-heated, a state in which heat is diffused around the spot-heating position is obtained as a coating surface temperature distribution, and the obtained coating surface In this temperature distribution, a crack existing in the substrate is detected from an unbalanced portion of thermal diffusion, and the depth of the crack is estimated from a difference in coating surface temperature on both sides of the crack.

本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法は、上記目的を達成するために、請求項3に記載したように、金属構造物の基材表面にコーティングされたコーティング部材の界面欠陥部を非破壊的に検査するコーティング部材の界面欠陥検査方法において、上記コーティング部材の表面温度分布を求め、求めた表面温度分布から界面欠陥部の深さを推定し、その深さと電磁気法および超音波法のうち、いずかれか一方で計測した上記コーティング部材の皮膜厚さとから、界面欠陥部が進展して上記コーティング部材が脱落したとき残存コーティング部材の厚さを推定する方法である。   In order to achieve the above object, a method for inspecting an interface defect of a coating member according to the present invention provides a non-destructive interface defect portion of a coating member coated on a substrate surface of a metal structure as described in claim 3. In the interface defect inspection method for a coating member to be inspected, the surface temperature distribution of the coating member is obtained, the depth of the interface defect portion is estimated from the obtained surface temperature distribution, and the depth, electromagnetic method and ultrasonic method are selected. This is a method for estimating the thickness of the remaining coating member when the interface defect portion develops and the coating member falls off from the film thickness of the coating member measured either.

本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法によれば、コーティング部材の下部に存在する界面欠陥部の形状・寸法を、赤外線映像装置で得た熱画像を基に、精度良く計測することが可能である。   According to the interface defect inspection method for a coating member according to the present invention, it is possible to accurately measure the shape and dimensions of the interface defect portion existing below the coating member based on a thermal image obtained by an infrared imaging device. It is.

また、本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法によれば、コーティング部材の下部に存在する界面欠陥部の深さと幅を、赤外線映像装置で得た熱画像を基に、推定することが可能で、コーティング厚さ計測結果とあわせて、界面欠陥部が進展して、コーティング部材が脱落した後の残存コーティング層の厚さが予測できる。   Further, according to the interface defect inspection method for a coating member according to the present invention, it is possible to estimate the depth and width of the interface defect portion existing below the coating member based on a thermal image obtained by an infrared imaging device. Thus, together with the coating thickness measurement result, the thickness of the remaining coating layer after the interface defect portion has progressed and the coating member has fallen off can be predicted.

さらに、本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法によれば、コーティング下部の基材亀裂の深さまで評価できるので、コーティング部材の損傷を正確に予測することができ、過度の安全側評価を避けて、保守管理コストの低減することが可能である。   Furthermore, according to the interface defect inspection method for a coating member according to the present invention, it is possible to evaluate the depth of the base material crack under the coating, so that damage to the coating member can be accurately predicted, and excessive safety side evaluation is avoided. Thus, the maintenance management cost can be reduced.

以下、本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の実施形態を添付図面を参照して説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a coating member interface defect inspection method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第1実施形態を説明するために用いた界面欠陥部先端近傍のコーティング表面温度分布を示す図である。   FIG. 1 is a view showing a coating surface temperature distribution in the vicinity of the tip of an interface defect portion used for explaining a first embodiment of a coating member interface defect inspection method according to the present invention.

図1に示すように、コーティング表面温度分布線13は、半径15mmの円盤サンプルの中央部に半径5mmの界面欠陥部が存在するコーティング部材を、二次元軸対称としてモデル化し、その表面に一様な熱を加えて非定常FEM(有限要素法)解析により求めた結果である。この場合、被検体としてのコーティング部材には、図2に示すように、界面欠陥部が形成されている。   As shown in FIG. 1, the coating surface temperature distribution line 13 is obtained by modeling a coating member having an interface defect portion having a radius of 5 mm at the center portion of a disk sample having a radius of 15 mm as a two-dimensional axisymmetric and uniform on the surface thereof. It is the result calculated | required by unsteady FEM (finite element method) analysis by adding a heat. In this case, an interface defect portion is formed on the coating member as the subject as shown in FIG.

また、図1は、FEM解析の結果であるが、加熱中のコーティング部材の実表面温度分布を計測した結果もほぼ同様の温度分布が得られる。   Further, FIG. 1 shows the result of FEM analysis, but the result of measuring the actual surface temperature distribution of the coating member being heated can also obtain a substantially similar temperature distribution.

また、図1の横軸中、0〜5mmまでが界面欠陥部であり、5〜15mmまでが健全部を表し、界面欠陥部先端は5mmの位置に存在している。さらに、図1中のコーティング表面温度分布線13は、20℃のコーティング部材表面に、5秒間均一な熱を加えた後のコーティング表面温度をFEM解析により求め、分布として表示したものである。界面欠陥部では、熱が基材まで加熱が伝わらないため、コーティング表面温度が高くなる。逆に界面欠陥部が存在しない健全部では、基材まで熱が伝わるためコーティング表面温度が低くなる。界面欠陥部/健全部の境界近傍では、コーティング表面温度が健全部のレベルから徐々に上昇し、界面欠陥部のレベルに達するなだらかな温度分布を呈する。   Further, in the horizontal axis of FIG. 1, the interface defect portion is from 0 to 5 mm, the healthy portion is from 5 to 15 mm, and the tip of the interface defect portion exists at a position of 5 mm. Furthermore, the coating surface temperature distribution line 13 in FIG. 1 is obtained by obtaining the coating surface temperature after applying uniform heat to the coating member surface at 20 ° C. for 5 seconds by FEM analysis and displaying it as a distribution. In the interface defect portion, since the heat is not transmitted to the base material, the coating surface temperature becomes high. On the contrary, in the healthy part where the interface defect part does not exist, the heat is transferred to the base material, so that the coating surface temperature is lowered. In the vicinity of the boundary between the interface defect portion and the healthy portion, the coating surface temperature gradually increases from the level of the healthy portion, and exhibits a gentle temperature distribution that reaches the level of the interface defect portion.

このコーティング表面温度分布線13を基に、中央に界面欠陥部がある被検体のコーティング表面温度画像を描くと、図3に示すように、界面欠陥部周りで等高線14を描く分布になる。図3に示すコーティング表面温度画像では、界面欠陥部の存在は確認できるが、先端近傍には温度の遷移領域が等高線14として画像化されるため、界面欠陥部の形状・寸法を精度良く求められない。   When a coating surface temperature image of a subject having an interface defect portion at the center is drawn based on the coating surface temperature distribution line 13, a distribution is formed in which contour lines 14 are drawn around the interface defect portion as shown in FIG. In the coating surface temperature image shown in FIG. 3, the presence of the interface defect portion can be confirmed, but since the temperature transition region is imaged as a contour line 14 near the tip, the shape and size of the interface defect portion can be accurately obtained. Absent.

また図1に示すコーティング表面温度分布線13は、界面欠陥部がコーティング表面より200μmほど下部に位置する特定の場合をFEM解析したものであり、界面欠陥部の幅等が異なれば、それぞれコーティング表面温度分布が異なる。   Further, the coating surface temperature distribution line 13 shown in FIG. 1 is an FEM analysis of a specific case where the interface defect portion is located about 200 μm below the coating surface. If the width of the interface defect portion is different, the coating surface temperature The temperature distribution is different.

図1中のコーティング表面温度分布線13には、界面欠陥部による温度上昇が開始するコーティング表面温度分布の立上り位置点15が存在する。前述したように、コーティング表面温度分布線13がどのような形状であっても、界面欠陥部による温度上昇は、必ず界面欠陥部先端の外側から始まる。したがって、界面欠陥部/健全部の境界は、コーティング表面温度分布の立上り位置点15として、界面欠陥部の寸法を計測すれば、必ず実際の界面欠陥部より大きい値を示す。つまり、安全側の評価値が得られる。   In the coating surface temperature distribution line 13 in FIG. 1, there is a rising position point 15 of the coating surface temperature distribution at which the temperature rise due to the interface defect portion starts. As described above, regardless of the shape of the coating surface temperature distribution line 13, the temperature rise due to the interface defect portion always starts from the outside of the tip of the interface defect portion. Therefore, the boundary between the interface defect portion and the healthy portion always shows a value larger than the actual interface defect portion when the dimension of the interface defect portion is measured as the rising position point 15 of the coating surface temperature distribution. That is, an evaluation value on the safe side is obtained.

構造物の寿命を診断する場合は、材料強度データの平均値を基に計算するよりも、下限値を基に計算して安全側に評価する方が、破壊を未然にの防ぐ意味から現実的である。   When diagnosing the lifetime of a structure, it is more realistic to calculate it based on the lower limit value and evaluate it on the safe side rather than calculating it based on the average value of the material strength data. It is.

したがって、本実施形態では、界面欠陥部の寸法を大きく見積っているので、被検体としてのコーティング部材の破壊を未然に防止することができる。   Therefore, in this embodiment, since the size of the interface defect portion is greatly estimated, it is possible to prevent the coating member as the specimen from being destroyed.

図4は本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第2実施形態を説明するために用いた界面欠陥部先端近傍のコーティング表面温度分布を示す図である。   FIG. 4 is a view showing a coating surface temperature distribution in the vicinity of the interface defect portion tip used for explaining a second embodiment of the interface defect inspection method for a coating member according to the present invention.

図4に示すように、コーティング表面温度分布線16は、第1実施形態と同様に、半径15mmの円盤サンプルの中央部に半径5mmの界面欠陥部が存在するコーティング部材を、二次元軸対称としてモデル化し、その表面に一様な熱を加えて非定常FEM解析により求めた結果である。なお、被検体としてのコーティング部材は、図2で示した第1実施形態と同様に、界面欠陥部が形成されている。   As shown in FIG. 4, the coating surface temperature distribution line 16 is a two-dimensional axisymmetric configuration in which a coating member having an interface defect portion with a radius of 5 mm exists in the center of a disk sample with a radius of 15 mm, as in the first embodiment. This is a result obtained by modeling, applying uniform heat to the surface, and obtaining by unsteady FEM analysis. The coating member as the subject has an interface defect portion as in the first embodiment shown in FIG.

また、図4の横軸中、0〜5mmまでが界面欠陥部であり、5〜15mmまでが健全部を表し、界面欠陥部先端は5mmの位置に存在している。解析条件は第1実施形態の場合と同じであるが、界面欠陥部の深さを、第1実施形態で解析した200μmより浅い40μmとし、さらにその先端をコーティング表面に近付けるよう歪曲した点が第1実施形態と異なっている。さらに、図4中のコーティング表面温度分布線16は、第1実施形態のコーティング表面温度分布線13より、健全部温度と界面欠陥部温度との遷移領域が狭い温度分布を呈している。これは界面欠陥部先端が浅い位置に存在するため、界面欠陥部先端近傍における界面欠陥部から健全部への熱移動が、急激に起こることによる。   In addition, in the horizontal axis of FIG. 4, the interface defect portion is from 0 to 5 mm, the healthy portion is from 5 to 15 mm, and the tip of the interface defect portion exists at a position of 5 mm. The analysis conditions are the same as in the case of the first embodiment, except that the depth of the interface defect portion is set to 40 μm, which is shallower than 200 μm analyzed in the first embodiment, and the tip is distorted so as to approach the coating surface. Different from one embodiment. Furthermore, the coating surface temperature distribution line 16 in FIG. 4 exhibits a temperature distribution in which the transition region between the healthy part temperature and the interface defect part temperature is narrower than the coating surface temperature distribution line 13 of the first embodiment. This is due to the rapid transfer of heat from the interface defect portion to the healthy portion in the vicinity of the interface defect portion tip because the tip of the interface defect portion exists at a shallow position.

また、図4中のコーティング表面温度分布線16は、健全部と界面欠陥部との温度遷移領域の端部に、コーティング表面温度分布の立下り位置点17が存在する。このコーティング表面温度分布線16の立下り位置点17は、必ず界面欠陥先端より内側に存在する。これはコーティング表面温度分布線16の形状によらない。したがって、このコーティング表面温度分布線16の立下り位置42を結んだ領域は、界面欠陥部が必ず存在する領域を示す。すなわち、コーティング表面温度分布線16の立下り位置点17を界面欠陥部/健全部の境界とした場合は、存在する界面欠陥部の最小寸法を知ることができる。この最小寸法を基に、界面欠陥部の進展寿命を評価すれば、被検体の最大寿命評価値を得ることができる。   Also, the coating surface temperature distribution line 16 in FIG. 4 has a falling position point 17 of the coating surface temperature distribution at the end of the temperature transition region between the healthy part and the interface defect part. The falling position point 17 of the coating surface temperature distribution line 16 always exists inside the tip of the interface defect. This does not depend on the shape of the coating surface temperature distribution line 16. Therefore, a region connecting the falling positions 42 of the coating surface temperature distribution line 16 indicates a region in which an interface defect portion necessarily exists. That is, when the falling position point 17 of the coating surface temperature distribution line 16 is the boundary between the interface defect part and the healthy part, the minimum dimension of the existing interface defect part can be known. If the progress life of the interface defect portion is evaluated based on this minimum dimension, the maximum life evaluation value of the specimen can be obtained.

本実施形態によれば、界面欠陥部の最小寸法を知ることができ、被検体としてのコーティング部材の最大寿命評価値を得ることが可能である。   According to this embodiment, the minimum dimension of the interface defect portion can be known, and the maximum life evaluation value of the coating member as the specimen can be obtained.

図5は本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第3実施形態を説明するために用いた界面欠陥部先端近傍のコーティング表面温度分布を示す図である。   FIG. 5 is a view showing a coating surface temperature distribution in the vicinity of the front end of an interface defect used for explaining a third embodiment of the interface defect inspection method for a coating member according to the present invention.

図5に示すように、コーティング表面温度分布線18は、第1実施形態と同様に、半径15mmの円盤サンプルの中央部に半径5mmの界面欠陥部が存在すコーティング部材を、二次元軸対称としてモデル化し、その表面に一様な熱を加えて非定常FEM解析により求めた結果である。なお被検体としてのコーティング部材は、図2で示した第1実施形態と同様に、界面欠陥部が形成されている。   As shown in FIG. 5, the coating surface temperature distribution line 18 indicates that the coating member having an interface defect portion having a radius of 5 mm at the center portion of a disk sample having a radius of 15 mm is two-dimensionally axisymmetric as in the first embodiment. This is a result obtained by modeling, applying uniform heat to the surface, and obtaining by unsteady FEM analysis. In addition, the coating member as a subject has an interface defect portion as in the first embodiment shown in FIG.

また、図5の横軸中、0〜5mmまでが界面欠陥部であり、5〜15mmまでが健全部を表し、界面欠陥部先端は5mmの位置に存在している。図1で示した第1実施形態および図4で示した第2実施形態のように、コーティング表面温度分布線18には、界面欠陥部先端近傍に、温度の遷移領域が存在する。したがって、界面欠陥部の先端は、コーティング表面温度分布線18の立上り位置点19と、コーティング表面温度分布線18の立下り位置点20の間に必ず存在する。ここで界面欠陥部先端は、コーティング表面温度分布線18の立上り位置点19と、コーティング表面温度分布線18の立下り位置点20の中間点21とほぼ一致する。   Further, in the horizontal axis of FIG. 5, the interface defect portion is from 0 to 5 mm, the healthy portion is from 5 to 15 mm, and the tip of the interface defect portion exists at a position of 5 mm. As in the first embodiment shown in FIG. 1 and the second embodiment shown in FIG. 4, the coating surface temperature distribution line 18 has a temperature transition region in the vicinity of the tip of the interface defect portion. Therefore, the tip of the interface defect portion always exists between the rising position point 19 of the coating surface temperature distribution line 18 and the falling position point 20 of the coating surface temperature distribution line 18. Here, the tip of the interface defect portion substantially coincides with the rising position point 19 of the coating surface temperature distribution line 18 and the intermediate point 21 of the falling position point 20 of the coating surface temperature distribution line 18.

すなわち、図5で示すコーティング表面温度分布線18が得られたとき、コーティング表面温度分布線18の立上り位置点19と、コーティング表面温度分布線18の立下り位置点20との中間点21を界面欠陥部の先端とすれば、界面欠陥部の寸法計測精度を向上させることができる。   That is, when the coating surface temperature distribution line 18 shown in FIG. 5 is obtained, an intermediate point 21 between the rising position point 19 of the coating surface temperature distribution line 18 and the falling position point 20 of the coating surface temperature distribution line 18 is an interface. If the tip of the defect portion is used, the dimension measurement accuracy of the interface defect portion can be improved.

このように、本実施形態では、コーティング表面温度分布線18の立上り位置点19と立下り位置点20との中間点21を界面欠陥部の先端とするので、精度良く界面欠陥部の寸法を計測することが可能である。   Thus, in this embodiment, since the intermediate point 21 between the rising position point 19 and the falling position point 20 of the coating surface temperature distribution line 18 is used as the tip of the interface defect portion, the dimension of the interface defect portion is accurately measured. Is possible.

図6は本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第4実施形態を説明するために用いた界面欠陥部先端近傍のコーティング表面温度分布を示す図である。このコーティング表面温度分布線22は、第1実施形態と同様に、半径15mmの円盤サイプルの中央部に半径5mmの界面欠陥部が存在するコーティング部材を、二次元軸対称としてモデル化し、その表面に一様な熱を加えて、非定常FEM解析により求めた結果である。なお、被検体としてのコーティング部材は、図2で示した第1実施形態と同様に、界面欠陥部が形成されている。   FIG. 6 is a view showing a coating surface temperature distribution in the vicinity of the tip of the interface defect used for explaining the fourth embodiment of the coating member interface defect inspection method according to the present invention. Similar to the first embodiment, this coating surface temperature distribution line 22 models a coating member having an interface defect portion having a radius of 5 mm at the center portion of a disk siple having a radius of 15 mm as a two-dimensional axis symmetry, and is formed on the surface thereof. It is the result calculated | required by unsteady FEM analysis, applying uniform heat. The coating member as the subject has an interface defect portion as in the first embodiment shown in FIG.

また、図6の横軸中、0〜5mmまでが界面欠陥部であり、5〜15mmまでが健全部を表し、界面欠陥部先端は5mmの位置に存在している。図6で示したように、コーティング表面温度分布線22には、界面欠陥部近傍に、温度の遷移領域が存在する。これは界面欠陥部のコーティング部材より、健全部のコーティング部材に熱が移動することによる。   Further, in the horizontal axis of FIG. 6, the interface defect portion is from 0 to 5 mm, the healthy portion is from 5 to 15 mm, and the tip of the interface defect portion is present at a position of 5 mm. As shown in FIG. 6, the coating surface temperature distribution line 22 has a temperature transition region in the vicinity of the interface defect portion. This is because heat is transferred from the coating member at the interface defect portion to the coating member at the healthy portion.

界面欠陥部のコーティング表面温度位置23は、健全部のコーティング表面温度位置24より高くなっている。これは、コーティング表面を加熱したときに、界面欠陥部では基材への熱移動が妨げられるのに対し、逆に健全部では基材へ熱が移動するためである。したがって、界面欠陥部先端のコーティング表面温度は、界面欠陥部のコーティング表面温度位置23より低く、健全部のコーティング表面温度位置24より高くなる。ここで界面欠陥部先端のコーティング表面温度は、界面欠陥部のコーティング表面温度位置23と健全部のコーティング表面温度位置24との中間温度位置25とほぼ一致する。   The coating surface temperature position 23 of the interface defect portion is higher than the coating surface temperature position 24 of the healthy portion. This is because when the coating surface is heated, heat transfer to the base material is hindered at the interface defect portion, whereas heat is transferred to the base material at the healthy portion. Therefore, the coating surface temperature at the tip of the interface defect portion is lower than the coating surface temperature position 23 of the interface defect portion and higher than the coating surface temperature position 24 of the healthy portion. Here, the coating surface temperature at the tip of the interface defect portion substantially coincides with the intermediate temperature position 25 between the coating surface temperature position 23 of the interface defect portion and the coating surface temperature position 24 of the healthy portion.

すなわち図6に示すように、界面欠陥部のコーティング表面温度位置23と健全部のコーティング表面温度位置24との中間温度位置25を表わす位置を、界面欠陥部の先端とすれば、コーティング表面の温度計測だけで、界面欠陥部の形状・寸法を簡便かつ正確に評価することができる。   That is, as shown in FIG. 6, if the position representing the intermediate temperature position 25 between the coating surface temperature position 23 of the interface defect portion and the coating surface temperature position 24 of the healthy portion is the tip of the interface defect portion, the temperature of the coating surface The shape and dimensions of the interface defect portion can be simply and accurately evaluated only by measurement.

このように、本実施形態では、界面欠陥部のコーティング表面温度位置23と健全部のコーティング表面温度位置24との中間温度位置25を界面欠陥部の先端とするので、精度良く界面欠陥部の寸法を計測することが可能である。   Thus, in this embodiment, since the intermediate temperature position 25 between the coating surface temperature position 23 of the interface defect portion and the coating surface temperature position 24 of the healthy portion is set as the tip of the interface defect portion, the dimension of the interface defect portion is accurately determined. Can be measured.

図7は本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第5実施形態を説明するために用いた界面欠陥部先端近傍のコーティング表面温度分布を示す図である。このコーティング表面温度分布線26は、第1実施形態と同様に、半径15mmの円盤サンプルの中央部に半径5mmの界面欠陥部が存在するコーティング部材を、二次元軸対称としてモデル化し、その表面に一様な熱を加えて非定常FEM解析により求めた結果である。なお、被検体としてのコーティング部材は、図2で示した第1実施形態と同様に、界面欠陥部が形成されている。   FIG. 7 is a view showing a coating surface temperature distribution in the vicinity of the front end of the interface defect used for explaining the fifth embodiment of the interface defect inspection method for a coating member according to the present invention. Similar to the first embodiment, the coating surface temperature distribution line 26 models a coating member having an interface defect portion having a radius of 5 mm at the center portion of a disk sample having a radius of 15 mm as a two-dimensional axis symmetry, and is formed on the surface thereof. It is the result calculated | required by unsteady FEM analysis, applying uniform heat. The coating member as the subject has an interface defect portion as in the first embodiment shown in FIG.

また、図7の横軸中、0〜5mmまでが界面欠陥部であり、5〜15mmまでが健全部を表し、界面欠陥部先端は5mmの位置に存在している。図7で示したように、コーティング表面温度分布線26には、界面欠陥部先端近傍に、温度の遷移領域が存在する。これは界面欠陥部のコーティングより、健全部のコーティングに熱が移動することによる。この熱の移動量は、コーティング表面温度分布線26の遷移領域を積分することにより得ることができ、この積分値は、界面欠陥部の先端で2等分される。すなわち図7中に図示した界面欠陥部側の温度遷移積分領域27と、健全部側の温度遷移積分領域28との面積が等しくなる位置が、界面欠陥部の先端である。   Further, in the horizontal axis of FIG. 7, the interface defect portion is from 0 to 5 mm, the healthy portion is from 5 to 15 mm, and the tip of the interface defect portion exists at a position of 5 mm. As shown in FIG. 7, the coating surface temperature distribution line 26 has a temperature transition region in the vicinity of the tip of the interface defect portion. This is because heat is transferred from the coating at the interface defect portion to the coating at the healthy portion. This amount of heat transfer can be obtained by integrating the transition region of the coating surface temperature distribution line 26, and this integrated value is divided into two at the tip of the interface defect portion. That is, the position where the areas of the temperature transition integration region 27 on the interface defect portion side shown in FIG. 7 and the temperature transition integration region 28 on the healthy portion side are equal is the tip of the interface defect portion.

すなわち図7に示すように、界面欠陥部側の温度遷移積分領域27と、健全部側の温度遷移積分領域28とを計算により求め、両者が等しくなる位置を界面欠陥部の先端とすれば、界面欠陥部の形状・寸法を推定することができる。   That is, as shown in FIG. 7, if the temperature transition integration region 27 on the interface defect portion side and the temperature transition integration region 28 on the healthy portion side are obtained by calculation and the position where both are equal is the tip of the interface defect portion, The shape and size of the interface defect portion can be estimated.

このように、本実施形態では、界面欠陥部側の温度遷移積分領域27と健全部側の温度遷移積分領域28とを計算により求め、両者が2分される位置を界面欠陥部の先端とするので、精度良く界面欠陥部の寸法を推定することが可能である。   Thus, in the present embodiment, the temperature transition integration region 27 on the interface defect portion side and the temperature transition integration region 28 on the healthy portion side are obtained by calculation, and the position where both are divided into two is set as the tip of the interface defect portion. Therefore, it is possible to estimate the dimension of the interface defect portion with high accuracy.

図8は、本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第6実施形態を説明するために用いた第1実施形態〜第5実施形態で示した検査方法によるコーティング部材の界面欠陥部長さと、実機材を切り出し、その材料を切断して調査したコーティング部材の界面欠陥部長さとを比較したグラフである。   FIG. 8 shows the interface defect portion length of the coating member according to the inspection method shown in the first to fifth embodiments used to explain the sixth embodiment of the interface defect inspection method of the coating member according to the present invention. It is the graph which compared with the interface defect part length of the coating member which cut out actual equipment, cut | disconnected the material, and investigated.

この図8から、第5実施形態で示した検査方法によるコーティング部材の界面欠陥部長と実機を切り出して調査したコーティング部材の界面欠陥部長さとが一番近いことがわかった。なお、第1実施形態〜第5実施形態で使用される試験片としてのコーティング部材は、予め実機材と同等の損傷を与えて界面欠陥部を形成しておくものである。   From this FIG. 8, it was found that the interface defect length of the coating member by the inspection method shown in the fifth embodiment and the interface defect length of the coating member investigated by examining the actual machine were the closest. In addition, the coating member as a test piece used in the first to fifth embodiments is formed in advance so as to damage the same as the actual equipment to form an interface defect portion.

このように、コーティング部材の界面欠陥部を検査するにあたり、実機切り出しによる計測結果とよく一致する非破壊的な検査方法を予め選定しておけば、精度の高い調査結果が得られる。   As described above, when inspecting the interface defect portion of the coating member, if a non-destructive inspection method that matches well with the measurement result obtained by cutting the actual machine is selected in advance, a highly accurate investigation result can be obtained.

図9は本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第7実施形態を説明するために用いたもので、加熱源の位置を変えたときのコーティング表面温度分布を示す図である。   FIG. 9 is used to explain the seventh embodiment of the coating member interface defect inspection method according to the present invention, and is a diagram showing the coating surface temperature distribution when the position of the heating source is changed.

図9に示すように、コーティング表面温度分布線29は、第1実施形態と同様に、半径15mmの円盤サンプルの中央部に半径5mmの界面欠陥部が存在するコーティング部材を、二次元平面としてモデル化し、その表面に一様な熱を加えて非定常FEM解析により求めた結果である。なお、被検体としてのコーティング部材は、図2で示した第1実施形態と同様に、界面欠陥部が形成されている。   As shown in FIG. 9, the coating surface temperature distribution line 29 is a model in which a coating member in which an interface defect portion having a radius of 5 mm exists in the center portion of a disk sample having a radius of 15 mm is represented as a two-dimensional plane, as in the first embodiment. The results are obtained by unsteady FEM analysis with uniform heat applied to the surface. The coating member as the subject has an interface defect portion as in the first embodiment shown in FIG.

また、図9中に、点線で表示されているコーティング表面温度分布線29は、被検体としてのコーティング部材の中央部の真上から加熱したときの温度分布である。また、コーティング表面温度分布線30は、被検体としてのコーティング部材の中央部からの距離が15mmの位置(図7中で+15mmの位置)、すなわちコーティング部材の右端部の上方から加熱したときのコーティング表面温度分布である。このコーティング表面温度分布線30は、コーティング部材の中央部真上から加熱したときに較べ、温度ピークが加熱側によった表面温度曲線を呈しているようになる。図9に表示した解析の範囲では、コーティング表面温度分布線29および30のいずれの場合も、健全部と界面欠陥部には明瞭な温度差が認められるが、加熱源の位置がそれ以上に遠い場合は、温度差がなくなる可能性があるので、本実施形態では、予め加熱源と被検体との距離を計測しておき、被検体が受ける熱量により補正して、明瞭なコーティング表面温度分布を求めておくことが大切である。   In FIG. 9, a coating surface temperature distribution line 29 indicated by a dotted line is a temperature distribution when heated from directly above the central portion of the coating member as the subject. Further, the coating surface temperature distribution line 30 shows a coating when the distance from the center part of the coating member as the subject is 15 mm (position of +15 mm in FIG. 7), that is, when heated from above the right end of the coating member. Surface temperature distribution. The coating surface temperature distribution line 30 is such that the temperature peak exhibits a surface temperature curve on the heating side as compared to when the coating member is heated from directly above the central portion of the coating member. In the range of the analysis shown in FIG. 9, a clear temperature difference is recognized between the healthy part and the interface defect part in both cases of the coating surface temperature distribution lines 29 and 30, but the position of the heating source is farther than that. In this case, since the temperature difference may be eliminated, in this embodiment, the distance between the heating source and the subject is measured in advance and corrected by the amount of heat received by the subject to obtain a clear coating surface temperature distribution. It is important to ask for it.

図10は、加熱源と被検体との距離と、熱流束量との関係を示す線図である。一般に熱流束は点光源からの距離の二乗に反比例し、また被検体への入射角に依存する。したがって、図10中に示す線図では、加熱源の真下の入熱量を100とすると、被検体の中央からの距離が遠くなるに連れ入熱量は低くなり、被検体の中央から240mmの位置でほぼ5%にまで低下する。このため、図9のコーティング表面温度分布線30に、図10から得られた曲線の逆数を乗じて与える熱流束量を補正し、補正した熱流束量でコーティング表面温度分布を解析すると、熱流束補正後のコーティング表面温度分布線31が得られた。この熱流束補正後のコーティング表面補正温度分布線31は、コーティング部材の中央から加熱したときのコーティング表面温度分布線39に完全に一致しているので、予め加熱源とコーティング部材との距離を求めておいて、得られたコーティング表面温度分布を補正すれば温度ピークが加熱側にずれていないコーティング表面温度分布を得ることができる。   FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the distance between the heat source and the subject and the amount of heat flux. In general, the heat flux is inversely proportional to the square of the distance from the point light source and also depends on the incident angle to the subject. Therefore, in the diagram shown in FIG. 10, assuming that the heat input directly below the heating source is 100, the heat input decreases as the distance from the center of the subject increases, and is 240 mm from the center of the subject. It drops to almost 5%. 9 is corrected by multiplying the coating surface temperature distribution line 30 of FIG. 9 by the inverse of the curve obtained from FIG. 10 and analyzing the coating surface temperature distribution with the corrected heat flux amount, A corrected coating surface temperature distribution line 31 was obtained. Since the coating surface correction temperature distribution line 31 after the heat flux correction completely coincides with the coating surface temperature distribution line 39 when heated from the center of the coating member, the distance between the heating source and the coating member is obtained in advance. If the obtained coating surface temperature distribution is corrected, a coating surface temperature distribution in which the temperature peak is not shifted to the heating side can be obtained.

このように、本実施形態では、コーティング部材の中央部に加熱源を設置できない状況でも、熱流束量を補正して得られたコーティング表面補正温度分布線31から非破壊的に界面欠陥部を検出するので、精度良く界面欠陥部の寸法を推定することが可能である。   As described above, in the present embodiment, even when the heating source cannot be installed in the center of the coating member, the interface defect portion is detected nondestructively from the coating surface correction temperature distribution line 31 obtained by correcting the heat flux amount. Therefore, it is possible to estimate the size of the interface defect portion with high accuracy.

図11は、本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第7実施形態を説明するために用いたもので、コーティング表面温度分布曲線に及ぼす界面欠陥部の幅の影響を示す図である。ここで、界面欠陥部の幅とは、図2に図示したように、コーティング部材を界面欠陥部で切断したときの皮膜厚さ方向に存在する界面欠陥部厚さのことを指す。   FIG. 11 is used to explain the seventh embodiment of the interface defect inspection method for a coating member according to the present invention and is a diagram showing the influence of the width of the interface defect portion on the coating surface temperature distribution curve. Here, the width of the interface defect portion refers to the thickness of the interface defect portion existing in the film thickness direction when the coating member is cut at the interface defect portion as shown in FIG.

図11に示すように、コーティング表面温度分布線32は、半径15mmの円盤サンプルの中央部に半径5mm、幅0.04mmの界面欠陥部が存在するコーティング部材を、二次元軸対称としてモデル化し、その表面に一様な熱を加えて非定常FEM解析により求めた結果である。また、コーティング表面温度分布線33は、上述と同様に、半径15mmの円盤サンプル中央部に半径5mm、幅0.01mmの界面欠陥部が存在する場合の解析結果を表示したものである。   As shown in FIG. 11, the coating surface temperature distribution line 32 models a coating member in which an interface defect portion having a radius of 5 mm and a width of 0.04 mm exists in the center of a disk sample having a radius of 15 mm as a two-dimensional axis symmetry, It is a result obtained by applying uniform heat to the surface and performing unsteady FEM analysis. Similarly to the above, the coating surface temperature distribution line 33 displays an analysis result in the case where an interface defect portion having a radius of 5 mm and a width of 0.01 mm exists in the central portion of the disk sample having a radius of 15 mm.

図11で示されたように、界面欠陥部の幅が大きくなると、界面欠陥部での熱伝達量が少なくなるため、界面欠陥部のコーティング表面温度が高くなる傾向を示す。図12は、図11で示したコーティング表面温度分布線から、健全部と界面欠陥部の温度差を計算して縦軸にとり、横軸を界面欠陥部の幅としてプロットしたグラフである。界面欠陥部の幅が大きくなることは界面欠陥部に存在する空気層が厚くなることである。したがって、空気層を介して伝達する熱量が少なくなるため、界面欠陥部の温度が高くなり、健全部と界面欠陥部との温度差が大きくなる。   As shown in FIG. 11, when the width of the interface defect portion increases, the amount of heat transfer at the interface defect portion decreases, and thus the coating surface temperature of the interface defect portion tends to increase. FIG. 12 is a graph in which the temperature difference between the healthy part and the interface defect part is calculated from the coating surface temperature distribution line shown in FIG. 11 and plotted on the vertical axis, and the horizontal axis is plotted as the width of the interface defect part. The increase in the width of the interface defect portion means that the air layer existing in the interface defect portion becomes thick. Therefore, since the amount of heat transferred through the air layer is reduced, the temperature of the interface defect portion is increased, and the temperature difference between the healthy portion and the interface defect portion is increased.

すなわち健全部と界面欠陥部とのコーティング表面温度差と、界面欠陥部の幅との間には、明瞭な相関関係が存在するため、健全部と界面欠陥部とのコーティング表面温度差を計測すれば、界面欠陥部の幅を知ることができ、非破壊的に界面欠陥部の断面形状を推定できる。   In other words, since there is a clear correlation between the coating surface temperature difference between the healthy part and the interface defect part and the width of the interface defect part, measure the coating surface temperature difference between the healthy part and the interface defect part. For example, the width of the interface defect portion can be known, and the cross-sectional shape of the interface defect portion can be estimated nondestructively.

このように、本実施形態では、健全部と界面欠陥部とのコーティング表面温度差を計測して界面欠陥部の幅を算出するので、界面欠陥部の断面形状を規定することが可能となる。   Thus, in this embodiment, since the coating surface temperature difference of a healthy part and an interface defect part is measured and the width | variety of an interface defect part is calculated, it becomes possible to prescribe | regulate the cross-sectional shape of an interface defect part.

図13は、本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第9実施形態を説明するために用いたもので、コーティング表面温度分布線に及ぼす界面欠陥部深さの影響を示す図である。ここで、界面欠陥部深さとは、図2で図示したように、コーティング部材表面から界面欠陥部までの距離のことを指す。   FIG. 13 is used to explain the ninth embodiment of the interface defect inspection method for a coating member according to the present invention and is a diagram showing the influence of the interface defect depth on the coating surface temperature distribution line. Here, the interface defect part depth refers to the distance from the coating member surface to the interface defect part as illustrated in FIG.

図13に示すように、コーティング表面温度分布線34は、半径15mmの円盤サンプルの中央部に、半径5mm、界面欠陥部深さ0.075mmの界面欠陥部が存在するコーティング部材を、二次元軸対称としてモデル化し、その表面に一様な熱を加えて非定常FEM解析により求めた結果である。また、コーティング表面温度分布線35は、上述と同様に、半径15mmの円盤サンプル中央部に半径5mm、界面欠陥部が存在する場合の解析結果を表示したものである。   As shown in FIG. 13, the coating surface temperature distribution line 34 is a two-dimensional axis indicating a coating member in which an interface defect portion having a radius of 5 mm and an interface defect portion depth of 0.075 mm exists at the center of a disk sample having a radius of 15 mm. This is a result obtained by modeling as symmetric, applying uniform heat to the surface, and obtaining by non-stationary FEM analysis. In addition, the coating surface temperature distribution line 35 displays the analysis result when a radius of 5 mm and an interface defect exist at the center of the disk sample having a radius of 15 mm, as described above.

図13中に示したこれらの2種類のコーティング表面温度分布線34,35から、界面欠陥部の深さにより、コーティング表面温度分布の形状は変化し、界面欠陥部深さが深くなれば、界面欠陥部/健全部の境界より界面欠陥部側で温度勾配がなだらかになる傾向を示す。したがって、コーティング表面温度分布線34,35の形状を評価することにより、界面欠陥部の深さを推定することが可能である。さらに、界面欠陥部が進展して、コーティングが脱落したときの残存コーティング厚さを知ることかができるので、界面欠陥部の危険性を予め知ることができる。   From these two types of coating surface temperature distribution lines 34 and 35 shown in FIG. 13, the shape of the coating surface temperature distribution changes depending on the depth of the interface defect portion. The temperature gradient tends to be gentler on the interface defect side than the defect / sound part boundary. Therefore, by evaluating the shape of the coating surface temperature distribution lines 34 and 35, it is possible to estimate the depth of the interface defect portion. Furthermore, since it is possible to know the remaining coating thickness when the interface defect part has progressed and the coating has fallen off, the danger of the interface defect part can be known in advance.

本実施形態によれば、被検体としてのコーティング部材から計測したコーティング表面温度分布を、欠陥深さにより異なる界面欠陥部先端近傍のコーティング表面温度分布と比較することにより、界面欠陥部の深さを推定することができる。   According to the present embodiment, by comparing the coating surface temperature distribution measured from the coating member as the object with the coating surface temperature distribution near the tip of the interface defect portion, which varies depending on the defect depth, the depth of the interface defect portion is determined. Can be estimated.

図14は、本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第10実施形態を説明するために用いたもので、酸化スケールが付着した被検体としてのコーティング部材における塗料塗布前後の放射率の変化を示す図である。   FIG. 14 is used for explaining a tenth embodiment of the interface defect inspection method for a coating member according to the present invention. The change in emissivity before and after coating of a coating member as an object to which oxide scale is attached is shown. FIG.

図14に示すように、塗料塗布前の放射率線36は、被検体としてのコーティング部材の一部に酸化スケールが付着した場合の放射率を表したものである。酸化スケールがない位置に較べて、酸化スケールが付着した位置では放射率が低下する。   As shown in FIG. 14, the emissivity line 36 before application of the paint represents the emissivity when oxide scale adheres to a part of the coating member as the subject. Compared with the position where there is no oxide scale, the emissivity is lowered at the position where the oxide scale is attached.

赤外線法で計測できるコーティング表面温度は、その表面の放射率に依存する放射赤外線量を計測しているため、表面の放射率の変化により、温度計測値が異なる。したがって、酸化スケール付着の有無で、計測温度に差が現れ、検査対象とする界面欠陥部を検出できない可能性があり、また健全部を界面欠陥部と見誤る可能性がある。   The coating surface temperature that can be measured by the infrared method measures the amount of infrared radiation that depends on the emissivity of the surface, and therefore the temperature measurement value varies depending on the change in the surface emissivity. Therefore, there is a possibility that a difference in the measured temperature appears depending on the presence or absence of oxide scale adhesion, and the interface defect part to be inspected cannot be detected, and the healthy part may be mistaken for the interface defect part.

図14に示したように、塗料塗布後の放射率線37は、酸化スケールが付着したコーティング部材全体に塗料を塗った後の放射率を表したものである。この塗料は、シリコン樹脂を主成分とする透明ラッカーで、種々の放射率を持つコーティング部材に対して、放射率を一定にする効果がある。なお、この塗料のほか、アクリル樹脂、ニトルセルロース等を主成分とする耐熱塗料等でも同様に効果がある。この塗料をコーティング部材に塗布した後は、酸化スケールの付着有無による放射率の差を抑えることができるので、計測したコーティング表面温度分布は、純粋に界面欠陥部の有無を反映したものとなる。したがって、塗料を塗布後に計測したコーティング表面温度分布を、第1実施形態〜第8実施形態で示した手法で取り扱えば、界面欠陥部を精度良く評価することができる。なお、これらの塗料は、溶剤による洗浄等により簡単にとり除くことができ、非破壊検査後の実機運転に全く支障を与えない。   As shown in FIG. 14, the emissivity line 37 after application of the paint represents the emissivity after the paint is applied to the entire coating member to which the oxide scale is attached. This paint is a transparent lacquer mainly composed of silicon resin, and has an effect of making the emissivity constant for coating members having various emissivities. In addition to this paint, a heat-resistant paint mainly composed of acrylic resin, nitrocellulose, etc. is also effective. After applying the paint to the coating member, the difference in emissivity due to the presence or absence of the oxide scale can be suppressed, so that the measured coating surface temperature distribution purely reflects the presence or absence of an interface defect. Therefore, if the coating surface temperature distribution measured after applying the paint is handled by the method shown in the first to eighth embodiments, the interface defect portion can be accurately evaluated. These paints can be easily removed by washing with a solvent or the like, and do not hinder the actual operation after the nondestructive inspection.

本実施形態によれば、被検体としてのコーティング部材表面に塗料を塗布することにより、酸化スケールによる放射率変化に影響のないコーティング表面温度分布を得ることができ、界面欠陥部の形状・寸法を精度良く評価することが可能である。   According to this embodiment, the coating surface temperature distribution that does not affect the emissivity change due to the oxide scale can be obtained by applying the paint to the surface of the coating member as the subject, and the shape and dimensions of the interface defect portion can be obtained. It is possible to evaluate with high accuracy.

図15は、本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第11実施形態を説明するために用いたフローチャートである。まず、被検体としてのコーティング部材を加熱しない状態で、コーティング表面温度分布Aを計測し、予めデータとして保存する。このコーティング表面温度分布Aには、酸化スケールの付着等による計測面の放射率の違いが、温度分布の変化として画像化されている。   FIG. 15 is a flowchart used for explaining the eleventh embodiment of the coating member interface defect inspection method according to the present invention. First, the coating surface temperature distribution A is measured in a state where the coating member as the subject is not heated, and is stored as data in advance. In this coating surface temperature distribution A, the difference in emissivity on the measurement surface due to the adhesion of oxide scale or the like is imaged as a change in temperature distribution.

次に、コーティング部材を加熱しながら同じ位置のコーティング温度分布Bを計測する。このコーティング表面温度分布Bには、酸化スケール付着の影響に加えて、界面欠陥部の存在による温度分布変化が画像化される。   Next, the coating temperature distribution B at the same position is measured while heating the coating member. In this coating surface temperature distribution B, in addition to the influence of oxide scale adhesion, a change in temperature distribution due to the presence of an interface defect is imaged.

つづいて、得られたコーティング表面温度分布Bとコーティング表面温度分布Aとの差をとり、コーティング表面温度分布Cを算出する。これらのコーティング表面温度分布A,Bは、赤外線温度計測装置と先にデータとして保存していたコーティング部材とを固定して、加熱前と加熱中に計測したので、画像間の演算で、たやすく差をとることができる。こうして得られたコーティング表面温度分布Cは、酸化スケールの影響が全くなく、界面欠陥部の有無による影響のみを画像化したデータである。   Subsequently, the difference between the obtained coating surface temperature distribution B and the coating surface temperature distribution A is calculated, and the coating surface temperature distribution C is calculated. These coating surface temperature distributions A and B were measured before and during heating by fixing the infrared temperature measuring device and the coating member previously stored as data, so it is easy to calculate between images. The difference can be taken. The coating surface temperature distribution C thus obtained is data obtained by imaging only the influence of the presence or absence of an interface defect portion without any influence of the oxide scale.

最後に、このコーティング表面温度分布Cを用いて、第1実施形態〜第9実施形態で示した手法で界面欠陥部を評価すれば、界面欠陥部の形状・寸法を推定できる。   Finally, using this coating surface temperature distribution C, if the interface defect portion is evaluated by the method shown in the first to ninth embodiments, the shape and size of the interface defect portion can be estimated.

本実施形態によれば、加熱中の被検体としてのコーティング部材温度分布から加熱前の温度分布を引くことにより、酸化スケールによる放射率変化の影響のないコーティング表面温度分布を得ることができ、海面欠陥部の形状・寸法を精度良く推定することが可能である。   According to the present embodiment, by subtracting the temperature distribution before heating from the coating member temperature distribution as the subject under heating, it is possible to obtain a coating surface temperature distribution that is not affected by the change in emissivity due to the oxide scale. It is possible to accurately estimate the shape and dimensions of the defective part.

図16は、本発明に係るコーティング部材の海面欠陥検査方法の第12実施形態を説明するために用いた、赤外線波長と放射率との関係を示す模式図である。   FIG. 16: is a schematic diagram which shows the relationship between the infrared wavelength and emissivity used in order to demonstrate 12th Embodiment of the sea surface defect inspection method of the coating member based on this invention.

図16は、コーティング層の放射率分布線38と、すすの放射率分布線39とをそれぞれ示している。赤外線温度計測装置は、ある波長範囲の赤外線強度を計測して、温度値に換算するものであるが、市販されている赤外線温度計測装置では、赤外線の波長範囲が大きく、温度分布計測結果に種々の波長の赤外線が混入し、計測結果に影響を与える。   FIG. 16 shows the emissivity distribution line 38 and the soot emissivity distribution line 39 of the coating layer, respectively. Infrared temperature measuring devices measure the infrared intensity in a certain wavelength range and convert it into temperature values. However, commercially available infrared temperature measuring devices have a large infrared wavelength range, and various temperature distribution measurement results can be obtained. Infrared rays with a wavelength of are mixed, affecting the measurement results.

図16に示したように、コーティング層の放射率分布線38と、コーティング部材表面に付着するすすの放射率分布線39とは異なった形状を呈す。したがって、広い範囲の赤外線強度を計測した場合は、コーティング層による赤外線強度と、すすによる赤外線強度との双方の影響を受けた温度分布が得られる。   As shown in FIG. 16, the emissivity distribution line 38 of the coating layer and the soot emissivity distribution line 39 attached to the surface of the coating member have different shapes. Therefore, when the infrared intensity in a wide range is measured, a temperature distribution affected by both the infrared intensity by the coating layer and the infrared intensity by soot can be obtained.

一方、強度計測する赤外線の波長範囲は、フィルターにより狭めることが可能である。すなわち図16内で、コーティング層の放射率だけが高い領域(例えば、赤外線強度計測範囲40)の赤外線強度を計測すれば、コーティング層表面に付着したすすの影響の少ない温度分布を得ることが可能である。したがって、赤外線強度計測範囲40のみを透過するフィルターを、赤外線温度計測装置に取り付けておいて、得られた温度分布をもとに界面欠陥部を評価すれば、界面欠陥部の形状・寸法を推定できる。   On the other hand, the wavelength range of infrared rays for intensity measurement can be narrowed by a filter. That is, in FIG. 16, by measuring the infrared intensity in a region where only the emissivity of the coating layer is high (for example, the infrared intensity measurement range 40), it is possible to obtain a temperature distribution with less influence of soot adhering to the coating layer surface. It is. Therefore, if a filter that transmits only the infrared intensity measurement range 40 is attached to the infrared temperature measurement device and the interface defect portion is evaluated based on the obtained temperature distribution, the shape and size of the interface defect portion are estimated. it can.

このように、本実施形態によれば、コーティング層のみの放射率が高い波長範囲の赤外線強度を計測することにより、すす等による放射率変化の影響のないコーティング表面温度分布を得ることができ、界面欠陥部の形状・寸法を精度良く評価することが可能である。   Thus, according to the present embodiment, by measuring the infrared intensity in the wavelength range where only the emissivity of the coating layer is high, it is possible to obtain a coating surface temperature distribution that is not affected by emissivity changes due to soot, It is possible to accurately evaluate the shape and dimensions of the interface defect portion.

図17は、本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第13実施形態を説明するために用いたコーティング表面温度画像と、その横方向および縦方向温度勾配画像を示す図である。図17中、(A)は中央部に界面欠陥部があるコーティング表面温度画像Pを、(B)は、その横方向温度勾配の等高線EQHLを、(C)は、その縦方向温度勾配の等高線EQVLをそれぞれ示している。   FIG. 17 is a view showing a coating surface temperature image and its horizontal and vertical temperature gradient images used to explain the thirteenth embodiment of the coating member interface defect inspection method according to the present invention. In FIG. 17, (A) shows the coating surface temperature image P having an interface defect at the center, (B) shows the contour line EQHL of the lateral temperature gradient, and (C) shows the contour line of the longitudinal temperature gradient. Each EQVL is shown.

既に、第1実施形態〜第3実施形態で示したように、界面欠陥部近傍のコーティング表面温度分布曲線を基に、勾配、立上り位置、立下り位置、中間温度位置等を求める方法は、界面欠陥部の形状・寸法を評価するのに有効である。しかし、実際の赤外線温度計測装置では、被検体としてのコーティング部材対称面の温度を二次元画像として表示している。二次元画像から、ある一方向だけのコーティング表面温度分布を抽出して上記等高線EQHL,EQVLを求めると、その方向に平行な界面欠陥部の先端は明確に見出せない。つまり図17中に示した、コーティング表面画像Pの横方向温度勾配の等高線EQHLでは、縦方向の界面欠陥部の先端は明瞭に画像化できるが、横方向の界面欠陥部の先端は不明瞭となる。また逆に、コーティング表面画像Pの縦方向温度勾配の等高線EQVLは、縦方向の界面欠陥部先端を画像化できない。   As already shown in the first to third embodiments, the method for obtaining the gradient, rising position, falling position, intermediate temperature position, etc. based on the coating surface temperature distribution curve in the vicinity of the interface defect is the interface. It is effective for evaluating the shape and dimensions of the defective part. However, in an actual infrared temperature measuring device, the temperature of the coating member symmetry plane as a subject is displayed as a two-dimensional image. When the coating surface temperature distribution in only one direction is extracted from the two-dimensional image and the contour lines EQHL and EQVL are obtained, the tip of the interface defect portion parallel to the direction cannot be clearly found. That is, in the contour line EQHL of the lateral temperature gradient of the coating surface image P shown in FIG. 17, the tip of the interface defect in the vertical direction can be clearly imaged, but the tip of the interface defect in the lateral direction is unclear. Become. Conversely, the contour line EQVL of the longitudinal temperature gradient of the coating surface image P cannot image the tip of the interface defect portion in the longitudinal direction.

しかし同一のコーティング表面温度画像から、温度勾配算出方向を2方向以上とすれば、全方向の界面欠陥部先端を明瞭に画像化可能である。すなわち、その中央部に界面欠陥部があるコーティング表面温度画像Pから、横方向および縦方向温度勾配の等高線EQHL,EQVLを両方求めれば、界面欠陥部の全体を識別できる。   However, if the temperature gradient calculation direction is set to two or more directions from the same coating surface temperature image, the tip of the interface defect portion in all directions can be clearly imaged. That is, if both the horizontal and vertical temperature gradient contours EQHL and EQVL are obtained from the coating surface temperature image P having the interface defect portion at the center, the entire interface defect portion can be identified.

このように、本実施形態によれば、コーティング部材のコーティング表面温度画像から2方向の温度勾配を求めて、画像化することにより、界面欠陥部全体を明瞭に識別できるようになり、界面欠陥部の形状・寸法を精度良く評価することが可能である。   As described above, according to the present embodiment, by obtaining a temperature gradient in two directions from the coating surface temperature image of the coating member and imaging it, the entire interface defect portion can be clearly identified, and the interface defect portion It is possible to accurately evaluate the shape and dimensions of the.

図18は、本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第14実施形態を説明するために用いたスポット加熱により基材の亀裂を検出する概念図である。   FIG. 18 is a conceptual diagram for detecting a crack in a substrate by spot heating used for explaining a fourteenth embodiment of a coating member interface defect inspection method according to the present invention.

加熱範囲を狭くして、コーティング部材のある位置を加熱すると、熱は加熱位置を中心にしてコーティング表面上を円状に伝わる。さらに基材側にも熱は伝わり、基材中でもスポット加熱位置を中心に周りに広がる。   When the heating range is narrowed and a certain position of the coating member is heated, the heat is transmitted circularly around the coating surface around the heating position. Furthermore, heat is transmitted also to the base material side, and spreads around the spot heating position even in the base material.

コーティング表面の温度は、コーティング層を通じて伝わる熱のほか、直下の基材の温度にも関係する。つまり基材中に亀裂がある場合、その亀裂の外側は基材中を熱が伝わりにくくなるため、基材温度が低くなる。したがってコーティング表面温度も低下するので、コーティング表面温度を計測することで、基材に発生した亀裂の有無を判断することが可能である。   The temperature of the coating surface is related not only to the heat conducted through the coating layer but also to the temperature of the substrate immediately below. That is, when there is a crack in the substrate, the outside of the crack is less likely to transfer heat through the substrate, so the substrate temperature is lowered. Therefore, since the coating surface temperature also decreases, it is possible to determine the presence or absence of cracks generated in the substrate by measuring the coating surface temperature.

このように、本実施形態によれば、スポット加熱したコーティング部材のコーティング表面温度を計測し、その温度分布を画像化することで、コーティング下部の基材に発生した亀裂の有無を評価することが可能である。   As described above, according to the present embodiment, by measuring the coating surface temperature of the spot-heated coating member and imaging the temperature distribution, it is possible to evaluate the presence or absence of cracks generated in the base material under the coating. Is possible.

図19は、本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第15実施形態を説明するために用いた基材の亀裂深さと、亀裂両側のコーティング表面温度差との関係を示す線図である。ここで、基材両側のコーティング表面温度差とは、図18で示した亀裂の左側と右側のコーティング表面温度の差である。基材に存在する亀裂が深いほど、亀裂を迂回して伝わる熱の量は少なくなるので、コーティング表面温度差が大きくなる傾向にある。   FIG. 19 is a diagram showing the relationship between the crack depth of the base material used to explain the fifteenth embodiment of the interface defect inspection method for a coating member according to the present invention and the coating surface temperature difference on both sides of the crack. . Here, the coating surface temperature difference on both sides of the substrate is the difference between the coating surface temperature on the left side and the right side of the crack shown in FIG. The deeper the cracks present in the substrate, the smaller the amount of heat transferred around the cracks, so that the coating surface temperature difference tends to increase.

本実施形態は、このような点に着目したもので、コーティング表面温度画像を計測し、亀裂の両側の温度差を求め、求めた温度差から基材に発生した亀裂の深さを推定するものである。   This embodiment pays attention to such points, and measures the coating surface temperature image, determines the temperature difference on both sides of the crack, and estimates the depth of the crack generated in the base material from the calculated temperature difference. It is.

したがって、本実施形態によれば、スポット加熱したコーティング部材のコーティング表面温度を計測し、亀裂両側のコーティング表面温度の差を求めるので、基材に発生した亀裂の深さを容易に推定することが可能である。   Therefore, according to the present embodiment, the coating surface temperature of the spot-heated coating member is measured and the difference in coating surface temperature on both sides of the crack is obtained, so that the depth of the crack generated in the substrate can be easily estimated. Is possible.

図20は、本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第16実施形態を説明するために用いた表面超音波法によるコーティング厚さの計測原理図である。物質によって決定される臨界角方向から、送信プローブにより超音波を入射した場合、被検体の表面を伝播する表面超音波が励起されて臨界角方向に漏洩するめ、受信プローブにて受信される。表面超音波は、表面から1波長程度の深さまでを伝播するため、周波数の選定により特定の深さまでの情報を選択的に得ることが可能である。ここでは、コーティング層と基材の弾性特性が異なるため、表面超音波が伝播する深さの中にコーティング層と基剤とがどの程度の割合で含まれるかによって、受信プローブで計測される音速が異なる。   FIG. 20 is a measurement principle diagram of the coating thickness by the surface ultrasonic method used for explaining the sixteenth embodiment of the coating member interface defect inspection method according to the present invention. When an ultrasonic wave is incident by a transmitting probe from a critical angle direction determined by a substance, the surface ultrasonic wave propagating on the surface of the subject is excited and leaks in the critical angle direction, and is received by the receiving probe. Since the surface ultrasonic wave propagates from the surface to a depth of about one wavelength, it is possible to selectively obtain information up to a specific depth by selecting a frequency. Here, since the elastic properties of the coating layer and the substrate are different, the speed of sound measured by the receiving probe depends on how much the coating layer and the base material are included in the depth of propagation of surface ultrasonic waves. Is different.

また、図21は、コーティング層の厚さと表面超音波音速の関係を示す線図であるが、表面超音波の伝播する深さが全てコーティング層で占められる場合、コーティング層単独の音速が計測され、コーティング層が全くない場合、基材独特の音速が計測される。さらに表面超音波が伝播する深さの中にコーティング層と基材の双方が含まれる場合、コーティング層の厚さによって音速が変化する。したがって、コーティング層の厚さに対応する周波数の表面超音波の音速を計測することにより、コーティング層の厚さを測定することが可能である。   FIG. 21 is a diagram showing the relationship between the thickness of the coating layer and the surface ultrasonic wave velocity. When the entire surface ultrasonic wave propagation depth is occupied by the coating layer, the sound velocity of the coating layer alone is measured. When there is no coating layer, the sound speed peculiar to the substrate is measured. Furthermore, when both the coating layer and the substrate are included in the depth at which the surface ultrasonic wave propagates, the speed of sound changes depending on the thickness of the coating layer. Therefore, it is possible to measure the thickness of the coating layer by measuring the speed of sound of surface ultrasonic waves having a frequency corresponding to the thickness of the coating layer.

また図22は、渦電流法によるコーティング層の厚さを計測する計測原理図である。渦電流法は、渦電流プローブ41を被検体42に接触または近接して、被検体42の透磁率と導電率から決定される渦電流量を計測する手法である。被検体42としてのコーティング層と基材の透磁率および導電率が異なるため、予め被検体42としてのコーティング層単独の渦電流量と、基材単独の渦電流量を計測しておき、被検体42としてのコーティング層の厚さによる出力電圧の較正曲線を作成して、被検体42としてのコーティング層に発生した渦電流量を計測してコーティング層の厚さを測定するものである。   FIG. 22 is a measurement principle diagram for measuring the thickness of the coating layer by the eddy current method. The eddy current method is a method of measuring an eddy current amount determined from the magnetic permeability and conductivity of the subject 42 by bringing the eddy current probe 41 into contact with or close to the subject 42. Since the permeability and conductivity of the coating layer as the subject 42 and the base material are different, the eddy current amount of the coating layer alone as the subject 42 and the eddy current amount of the base material alone are measured in advance. The calibration curve of the output voltage according to the thickness of the coating layer as 42 is created, the amount of eddy current generated in the coating layer as the object 42 is measured, and the thickness of the coating layer is measured.

本実施形態は、表面超音波法あるいは渦電流法でもコーティング層の厚みを計測することができることに着目したもので、表面超音波法あるいは渦電流法で求めたコーティング層の厚さと、第8実施形態で求めた界面欠陥部の深さとを組み合わせることにより、界面欠陥部が進展してコーティング層が脱落した後に残るコーティング層の厚さを推定したものである。   This embodiment pays attention to the fact that the thickness of the coating layer can also be measured by the surface ultrasonic method or the eddy current method. The thickness of the coating layer obtained by the surface ultrasonic method or the eddy current method and the eighth embodiment By combining with the depth of the interface defect portion determined in the form, the thickness of the coating layer remaining after the interface defect portion progresses and the coating layer falls off is estimated.

したがって、本実施形態によれば、コーティング層の厚さと界面欠陥部の深さの双方とも計測するので、界面欠陥部が急速に進展した場合の残存するコーティング厚さを推定でき、補修か否かを迅速に判断することができる。   Therefore, according to the present embodiment, since both the thickness of the coating layer and the depth of the interface defect portion are measured, it is possible to estimate the remaining coating thickness when the interface defect portion rapidly progresses, and whether or not the repair is performed. Can be quickly determined.

本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第1実施形態を説明するために用いた界面欠陥部先端近傍のコーティング表面温度分布を示す図。The figure which shows coating surface temperature distribution of the interface defect part vicinity used in order to demonstrate 1st Embodiment of the interface defect inspection method of the coating member which concerns on this invention. 本発明に適用されるコーティング部材の断面を示す模式図。The schematic diagram which shows the cross section of the coating member applied to this invention. 本発明に適用されるコーティング部材に界面欠陥部が存在することを等高線で表わしたコーティング表面温度画像図。The coating surface temperature image figure which represented that the interface defect part exists in the coating member applied to this invention with the contour line. 本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第2実施形態を説明するために用いた界面欠陥部先端近傍のコーティング表面温度分布を示す図。The figure which shows the coating surface temperature distribution of the interface defect part vicinity used in order to demonstrate 2nd Embodiment of the interface defect inspection method of the coating member which concerns on this invention. 本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第3実施形態を説明するために用いた界面欠陥部先端近傍のコーティング表面温度分布を示す図。The figure which shows the coating surface temperature distribution of the interface defect part vicinity used in order to demonstrate 3rd Embodiment of the interface defect inspection method of the coating member which concerns on this invention. 本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第4実施形態を説明するために用いた界面欠陥部先端近傍のコーティング表面温度分布を示す図。The figure which shows the coating surface temperature distribution of the interface defect part vicinity used in order to demonstrate 4th Embodiment of the interface defect inspection method of the coating member which concerns on this invention. 本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第5実施形態を説明するために用いた界面欠陥部先端近傍のコーティング表面温度分布を示す図。The figure which shows the coating surface temperature distribution of the interface defect part vicinity used in order to demonstrate 5th Embodiment of the interface defect inspection method of the coating member which concerns on this invention. 本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第6実施形態を説明するために用いたもので、第1実施形態〜第5実施形態で示した検出方法によるコーティング部材の界面欠陥部の長さと、実機材を切り出し、その材料を切断して調査したコーティング部材の界面欠陥部の長さとを比較したグラフ。This is used to explain the sixth embodiment of the interface defect inspection method for a coating member according to the present invention, and the length of the interface defect portion of the coating member according to the detection method shown in the first to fifth embodiments. The graph which compared the length of the interface defect part of the coating member which cut out the actual equipment, cut | disconnected the material, and investigated. 本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第7実施形態を説明するために用いたもので、加熱源の位置を変えたときのコーティング表面温度分布を示す図。The figure which was used in order to demonstrate 7th Embodiment of the interface defect inspection method of the coating member which concerns on this invention, and shows the coating surface temperature distribution when the position of a heating source is changed. 本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第7実施形態を説明するために用いたもので、加熱源とコーティング部材との距離と、熱流束量との関係を示す図。The figure which was used in order to demonstrate 7th Embodiment of the interface defect inspection method of the coating member which concerns on this invention, and shows the relationship between the distance of a heating source and a coating member, and a heat flux amount. 本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第8実施形態を説明するために用いたもので、コーティング表面温度分布線に及ぼす界面欠陥部の幅の影響を示す図。The figure used for describing 8th Embodiment of the interface defect inspection method of the coating member which concerns on this invention, and is a figure which shows the influence of the width | variety of the interface defect part which acts on a coating surface temperature distribution line. 本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第8実施形態を説明するために用いたもので、健全部と界面欠陥部との温度差と、界面欠陥部の幅との関係を示すグラフ。The graph which was used in order to demonstrate 8th Embodiment of the interface defect inspection method of the coating member which concerns on this invention, and shows the relationship between the temperature difference of a healthy part and an interface defect part, and the width | variety of an interface defect part. 本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第9実施形態を説明するために用いたもので、コーティング表面温度分布線に及ぼす界面欠陥部深さの影響を示す図。The figure used for describing 9th Embodiment of the interface defect inspection method of the coating member which concerns on this invention, and is a figure which shows the influence of the interface defect part depth which acts on a coating surface temperature distribution line. 本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第10実施形態を説明するために用いたもので、酸化スケールが付着したコーティング部材における塗料塗布前後の放射率の変化を示す図。The figure used for demonstrating 10th Embodiment of the interface defect inspection method of the coating member which concerns on this invention, and is a figure which shows the change of the emissivity before and behind coating application in the coating member to which the oxide scale adhered. 本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第11実施形態を説明するために用いたフローチャート。The flowchart used in order to demonstrate 11th Embodiment of the interface defect inspection method of the coating member which concerns on this invention. 本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第12実施形態を説明するために用い赤外線波長と放射率との関係を示す模式図。The schematic diagram which shows the relationship between an infrared wavelength and emissivity used in order to demonstrate 12th Embodiment of the interface defect inspection method of the coating member which concerns on this invention. 本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第13実施形態を説明するために用いたコーティング表面温度画像と、その横方向および縦方向温度勾配画像を示す図で、(A)は中央部に界面欠陥部があるコーティング表面温度画像を、(B)はその横方向温度勾配の等高線を、(C)はその縦方向温度勾配の等高線をそれぞれ示している。It is a figure which shows the coating surface temperature image used in order to demonstrate 13th Embodiment of the interface defect inspection method of the coating member which concerns on this invention, and the horizontal and vertical direction temperature gradient image, (A) is a center part. The coating surface temperature image having the interface defect portion, (B) shows the contour line of the lateral temperature gradient, and (C) shows the contour line of the longitudinal temperature gradient. 本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第14実施形態を説明するために用いたスポット加熱により基材の亀裂を検出する概念図。The conceptual diagram which detects the crack of a base material by the spot heating used in order to demonstrate 14th Embodiment of the interface defect inspection method of the coating member which concerns on this invention. 本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第15実施形態を説明するために用いた基材の亀裂深さと、亀裂両側のコーティング表面温度差との関係を示す線図。The diagram which shows the relationship between the crack depth of the base material used in order to demonstrate 15th Embodiment of the interface defect inspection method of the coating member which concerns on this invention, and the coating surface temperature difference of a crack both sides. 本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第16実施形態を説明するために用いた表面超音波法によるコーティング厚さの計測原理図。The coating principle measurement principle figure by the surface ultrasonic method used in order to demonstrate 16th Embodiment of the interface defect inspection method of the coating member which concerns on this invention. 本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第16実施形態を説明するために用いたもので、コーティング層の厚さと表面超音波音速との関係を示す線図。The diagram used for explaining the sixteenth embodiment of the coating member interface defect inspection method according to the present invention and showing the relationship between the thickness of the coating layer and the surface ultrasonic velocity. 本発明に係るコーティング部材の界面欠陥検査方法の第16実施形態を説明するために用いたもので、渦電流法によるコーティング層の厚さを計測する計測原理図。The measurement principle figure which is used in order to demonstrate 16th Embodiment of the interface defect inspection method of the coating member which concerns on this invention, and measures the thickness of the coating layer by an eddy current method. 従来の赤外線映像装置を示す基本原理図。The basic principle figure which shows the conventional infrared imaging device. 従来における物体を強制的に加熱させる概念図。The conceptual diagram which forcibly heats the object in the past.

符号の説明Explanation of symbols

1 物体
2 表面温度
3a,3b 放射エネルギー
4 レンズ
5 電気信号
6 熱画像
7 カメラ
8 コントロール部
9 表示部
10 検出器
11 加熱源
11a 熱
12 欠陥部
13 コーティング表面温度分布線
14 等高線
15 コーティング表面温度分布の立上り位置点
16 コーティング表面温度分布線
17 コーティング表面温度分布の立下り位置点
18 コーティング表面温度分布線
19 コーティング表面温度分布の立上り位置点
20 コーティング表面温度分布の立下り位置点
21 中間点
22 コーティング表面温度分布線
23 界面欠陥部のコーティング表面温度位置
24 健全部のコーティング表面温度位置
25 中間温度位置
26 コーティング表面温度分布線
27 界面欠陥部側の温度遷移積分領域
28 健全部側の温度遷移積分領域
29,30 コーティング表面温度分布線
31 コーティング表面補正温度分布線
32,33,34,35 コーティング表面温度分布線
36 塗料塗布前の全放射率線
37 塗料塗布後の全放射率線
38 コーティング層の放射率分布線
39 すすの放射率分布線
40 赤外線強度計測範囲
41 渦電流プローブ
42 被検体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Object 2 Surface temperature 3a, 3b Radiant energy 4 Lens 5 Electrical signal 6 Thermal image 7 Camera 8 Control part 9 Display part 10 Detector 11 Heat source 11a Heat 12 Defect part 13 Coating surface temperature distribution line 14 Contour line 15 Coating surface temperature distribution Rising position point 16 coating surface temperature distribution line 17 Falling position point 18 of coating surface temperature distribution Coating surface temperature distribution line 19 Rising position point 20 of coating surface temperature distribution Falling position point 21 of coating surface temperature distribution Intermediate point 22 Coating Surface temperature distribution line 23 Coating surface temperature position 24 of interface defect portion Coating surface temperature position 25 of healthy portion Intermediate temperature position 26 Coating surface temperature distribution line 27 Temperature transition integration region 28 on interface defect portion side Temperature transition integration region on sound portion side 29,30 Coating surface temperature distribution line 32, 33, 34, 35 Coating surface temperature distribution line 36 Total emissivity line before coating 37 Total emissivity line after coating 38 Emissivity distribution line of coating layer 39 Soot Emissivity Distribution Line 40 Infrared Intensity Measurement Range 41 Eddy Current Probe 42 Subject

Claims (3)

金属構造物の基材表面にコーティングされたコーティング部材の界面欠陥部を非破壊的に検査するコーティング部材の界面欠陥検査方法において、上記コーティング部材のある位置をスポット加熱し、スポット加熱位置を中心にして周りに熱が拡散する状態をコーティング表面温度分布として求め、求めたコーティング表面温度分布のうち、熱拡散の不均衡部分から基材に存在する亀裂を検出することを特徴とするコーティング部材の界面欠陥検査方法。 In a coating member interface defect inspection method for nondestructively inspecting an interface defect portion of a coating member coated on a substrate surface of a metal structure, a position where the coating member is located is spot-heated, and the spot heating position is the center. The surface of the coating member is characterized by detecting a state in which heat is diffused around as a coating surface temperature distribution, and detecting cracks existing in the substrate from an unbalanced portion of the thermal diffusion in the obtained coating surface temperature distribution. Defect inspection method. 金属構造物の基材表面にコーティングされたコーティング部材の界面欠陥部を非破壊的に検査するコーティング部材の界面欠陥検査方法において、上記コーティング部材のある位置をスポット加熱し、スポット加熱位置を中心にして周りに熱が拡散する状態をコーティング表面温度分布として求め、求めたコーティング表面温度分布のうち、熱拡散の不均衡部分から基材に存在する亀裂を検出し、亀裂の両側のコーティング表面温度の差から亀裂の深さを推定することを特徴とするコーティング部材の界面欠陥検査方法。 In a coating member interface defect inspection method for nondestructively inspecting an interface defect portion of a coating member coated on a substrate surface of a metal structure, a position where the coating member is located is spot-heated, and the spot heating position is the center. The coating surface temperature distribution is obtained as the coating surface temperature distribution, and cracks existing in the substrate are detected from the unbalanced portion of the thermal diffusion in the obtained coating surface temperature distribution, and the coating surface temperature on both sides of the crack is detected. A method for inspecting an interface defect of a coating member, wherein the crack depth is estimated from the difference. 金属構造物の基材表面にコーティングされたコーティング部材の界面欠陥部を非破壊的に検査するコーティング部材の界面欠陥検査方法において、上記コーティング部材の表面温度分布を求め、求めた表面温度分布から界面欠陥部の深さを推定し、その深さと電磁気法および超音波法のうち、いずかれか一方で計測した上記コーティング部材の皮膜厚さとから、界面欠陥部が進展して上記コーティング部材が脱落したとき残存コーティング部材の厚さを予測することを特徴とするコーティング部材の界面欠陥検査方法。 In the interfacial defect inspection method for a coating member that non-destructively inspects an interface defect portion of a coating member coated on a substrate surface of a metal structure, the surface temperature distribution of the coating member is obtained, and the interface is determined from the obtained surface temperature distribution. The depth of the defect is estimated, and the interface member develops from the depth and the film thickness of the coating member measured by either the electromagnetic method or the ultrasonic method, and the coating member falls off. A method for inspecting an interface defect of a coating member, wherein the thickness of the remaining coating member is predicted when the coating member is made.
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