JP7150436B2 - 既存の部品上に受動型ひずみインジケータを形成する方法 - Google Patents

Description

本開示は、広くには、部品のひずみを監視するための方法、ならびに既存の部品上に受動型ひずみインジケータを形成するための方法に関する。

種々の産業用途において、装置の構成部品は、多数の極端な条件（例えば、高温、高圧、大きな応力荷重、など）に曝される。時間の経過につれて、装置の個々の部品が、部品の使用可能時間を短くしかねないクリープおよび／または変形に悩まされる可能性がある。そのような懸念は、例えば、いくつかのターボ機械に当てはまる可能性がある。

ターボ機械は、発電および航空機エンジンなどの分野で広く利用されている。例えば、従来からのガスタービンシステムは、圧縮機部分、燃焼器部分、および少なくとも１つのタービン部分を含む。圧縮機部分は、作動流体（例えば、空気）が圧縮機部分を通って流れるときに、作動流体を圧縮するように構成される。圧縮機部分は、高圧の圧縮された作動流体を燃焼器へと供給し、燃焼器において、高圧の作動流体は、燃料と混合され、燃焼室において燃やされ、高温高圧の燃焼ガスを発生させる。燃焼ガスは、高温ガス経路に沿ってタービン部分へと流れる。タービン部分は、燃焼ガスからエネルギを抽出することによって燃焼ガスを利用し、仕事を生み出す。例えば、タービン部分における燃焼ガスの膨張によってシャフトを回転させ、圧縮機、発電機、および他の種々の負荷を動かすことができる。

ターボ機械の動作の際に、ターボ機械内の種々の部品、とりわけターボ機械のタービン部分のタービンブレードなどの高温ガス経路に沿った部品が、高温および高応力に起因してクリープを被る可能性がある。タービンブレードの場合、クリープによってブレードの一部または全体が伸びることで、例えばタービンケーシングなどの不動の構造にブレードの先端が接触する可能性があり、クリープによって動作時に望ましくない振動および／または性能の低下が引き起こされる可能性もある。

米国特許出願公開第２０１６／０３５４１７４号明細書

本発明の態様および利点は、その一部が以下の説明において述べられ、この説明から明らかとなり、あるいは本発明の実施によって知ることができる。

本開示の一実施形態によれば、既存の部品上に受動型ひずみインジケータを形成する方法が提供される。既存の部品は、第１の材料を含む外面を含む。本方法は、既存の部品の外面の一部分上に複数の基準マーカを直接配置することを含み、基準マーカは、第１の材料と適合する第２の材料を含む。外面の一部分は、部品の外面上の分析領域を含む。分析領域は、ゲージ長さを規定し、複数の基準マーカの各々の基準マーカは、ゲージ長さの１０分の１～２０分の１の間の最大直径を有する。

本開示の別の実施形態によれば、部品が提供される。部品は、第１の材料を含む外面と、外面の一部分上の複数の基準マーカとを含む。基準マーカは、第１の材料に適合する第２の材料を含み、外面の一部分は、部品の外面上の分析領域を含み、分析領域は、ゲージ長さを定めており、複数の基準マーカの各々の基準マーカは、ゲージ長さの１０分の１～２０分の１の間の最大直径を有する。

本開示のさらに別の実施形態によれば、部品を評価する方法が提供される。本方法は、部品の外面の一部分上の複数の基準マーカを初期に走査するステップと、部品を少なくとも１つのデューティサイクルに曝すステップと、少なくとも１つのデューティサイクルの後の複数の基準マーカを事後に走査するステップと、事後の走査を初期の走査と比較することによって複数の基準マーカの変位を測定するステップと、複数の基準マーカの測定された変位に対応する部品の残りの使用可能寿命の所定の値をデータベースにおいて見つけることにより、部品の残りの使用可能寿命を明らかにするステップとを含む。

本発明のこれらの特徴、態様、および利点、ならびに他の特徴、態様、および利点は、以下の説明および添付の特許請求の範囲を参照して、よりよく理解されるであろう。添付の図面は、本明細書に組み込まれて本明細書の一部を構成するが、本発明の実施形態を示しており、本明細書における説明と併せて本発明の原理の説明に役立つ。

本発明について、本発明の最良の態様を含む当業者に向けた充分かつ本発明を実施可能にする開示が、添付の図面を参照する本明細書に記載される。

受動型ひずみインジケータが形成される前の典型的な既存の部品の斜視図である。 本開示の実施形態による受動型ひずみインジケータが形成された後の図１の部品の斜視図である。 図２の部品および受動型ひずみインジケータの拡大斜視図である。 本開示の実施形態に従って形成された基準マーカを含む図２の部品の一部分の断面図である。 本開示の実施形態に従って形成された複数の基準マーカを有するサンプル片の斜視図である。 本開示の実施形態による部品のひずみを監視するためのシステムの斜視図である。 本開示の実施形態による複数の基準マーカの上面図である。 本開示の実施形態による複数の基準マーカの上面図である。 本開示の実施形態による典型的な基準マーカの第１の時点における断面図である。 本開示の実施形態による図９の基準マーカの第２の時点における断面図である。 本開示の実施形態による既存の部品上に受動型ひずみインジケータを形成する方法を説明するフローチャートである。 本開示の１つ以上の実施形態による部品の変形を評価するための方法を説明するフローチャートである。

ここで、本発明の実施形態を詳細に参照するが、その１つ以上の例が、図面に示されている。各々の例は、本発明の限定としてではなく、本発明の例示として提示される。実際、本発明の範囲または主旨から逸脱せずに、本発明に様々な修正および変形を施し得ることが、当業者にとっては明らかであろう。例えば、一実施形態の一部として例示または説明される特徴を別の実施形態とともに用いて、またさらなる実施形態を生み出すことができる。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲内にあるそのような修正形態および変形形態を包含することが意図されている。

図１および図２を参照すると、典型的な部品１０が、部品の外面１４に形成された複数の基準マーカ１２（図２）と共に示されている。部品１０は、例えば高温の用途において利用される部品（例えば、ニッケルまたはコバルト系の超合金を含む部品）など、種々の異なる用途において用いられる様々な種類の部品のいずれかであってよい。いくつかの実施形態において、部品１０は、燃焼部品または高温ガス経路部品などの産業用ガスタービンまたは蒸気タービンの部品であってよい。いくつかの実施形態において、部品１０は、タービンブレード、圧縮機ブレード、ベーン、ノズル、シュラウド、ロータ、トランジションピース、またはケーシングであってよい。他の実施形態において、部品１０は、ガスタービンまたは蒸気タービン等の任意の他の部品など、タービンの任意の他の部品であってよい。いくつかの実施形態において、部品は、これらに限られるわけではないが、自動車部品（例えば、自動車、トラック、など）、航空宇宙部品（例えば、航空機、ヘリコプタ、宇宙船、アルミニウム部品、など）、機関車または鉄道部品（例えば、列車、線路、など）、構造、インフラ、または土木工学の部品（例えば、橋梁、建物、建設機械、など）、ならびに／あるいは発電プラントまたは化学処理の部品（例えば、高温用途に使用される配管）など、非タービン部品であってよい。

例えば図２に示されるように、典型的な部品１０は、基準マーカ１２が配置される外面１４を有する。図１および図２の例示の実施形態に示されている典型的な部品１０は、タービン部品であり、より具体的にはタービンブレードである。しかしながら、部品１０は、上述したように、種々のさらなる部品または別の部品であってよい。基準マーカ１２は、一般に、外面１４において長さＬおよび幅Ｗ（図７参照）を有する識別可能なターゲットである。特定の基準マーカ１２の実施形態は、外面１４に対して厚さをさらに含むことにより、外面１４からの高さＨ（図４参照）を有する高いマーカ表面を形成することができる。

例えば図４に示されるように、典型的な部品１０は、内部容積１５を有する。内部容積１５および外面１４は、第１の材料から形成されてよい。種々の冷却通路（図示せず）を、内部容積１５内に画定することができる。部品１０がタービンブレードである場合など、いくつかの実施形態においては、内部容積１５に適した材料として、ＧＴＤ－１１１、ＧＴＤ－１４１、ＧＴＤ－４４４、Ｒ１０８、ＩＮＣＯＮＥＬ（商標）７３８、あるいは単結晶Ｎ４およびＮ５など、高性能ニッケル系超合金を挙げることができる。あるいは、タービンブレード１０は、他の適切な金属または他の材料から形成されてもよい。基準マーカ１２の各々を、例えば第２の材料など、第１の材料に適合する（いくつかの場合には、第１の材料と同一の）材料から好都合に形成することができる。例えば、部品１０の第１の材料がニッケル系超合金などの金属である場合、基準マーカ１２は、耐食性および熱膨張係数などの部品１０の使用環境において寿命に影響し得る特性に関して類似である点で適合する第２の材料を含むことができる。いくつかの典型的な実施形態において、部品１０は、ガスタービンの高温ガス経路部品であってよい。そのような実施形態において、部品１０の使用環境（この例では、ガスタービンの高温ガス経路）は、部品１０および部品１０上に形成された基準マーカ１２が曝され得る高温を含み、基準マーカ１２用の適切な適合する材料は、第１の材料と同様の熱膨張係数を有する材料を含むと考えられる。

ここで図２～図４および図６～図８を参照すると、基準マーカ１２は、部品１０の外面１４の一部分１８上に配置される。図５においては、さらに詳しくは後述されるように、複数の基準マーカ１２が、サンプル片３４上に形成されている。典型的な実施形態においては、少なくとも２つの別個のマーカ（例えば、１２ａおよび１２ｂ）が設けられ、この少なくとも２つのマーカ１２ａおよび１２ｂの間で距離Ｄを測定することができる。当業者であれば理解できるとおり、これらの測定は、部品１０のその領域におけるひずみ、ひずみ速度、クリープ、疲労、応力、などの量を明らかにする役に立つことができる。少なくとも２つの別個のマーカ１２ａおよび１２ｂは、それらの間の距離Ｄを測定できる限りにおいて、個々の部品１０に応じて様々な距離および様々な位置に配置されてよい。随意により、基準マーカ１２を、所定の基準パターン１８にて配置することができる。例えば、基準マーカ１２を、図６に示されるように、部品１０の外面１４の所定の部分において行列格子として並べることができる。行列格子は、隣接する各々のマーカ１２の間の距離Ｄを定めるように、予め選択された列間隔２０および予め選択された行間隔２２を含むことができる。さらに、複数の部品または部品の一部分が、個別化された所定の基準パターン１８を含むことができる。換言すると、或る部品１０または一部分の所定の基準パターン１８が、別の部品１０または一部分の所定の基準パターン１８から相違し、区別可能であってよい。これにより、部品１０の寿命の全体を通して、個別の部品および／または一部分を識別して追跡することが可能になる。

基準マーカ１２は、それらが一貫して識別可能であり、それらの間の距離Ｄを測定するために使用できる限りにおいて、点、線、円、矩形、あるいは任意の他の幾何学的形状または非幾何学的形状など、任意の適切な形状を有することができる。基準マーカ１２は、例えば種々の異なる形状、サイズ、および配置の基準マーカ１２を取り入れることにより、種々の異なる構成および断面を形成することができる。例えば、各々の基準マーカ１２が、一致した形状または固有の形状を含むことができる。いくつかの実施形態において、各々のマーカ１２は、他の基準マーカと同じであり（すなわち、一致する）、あるいは他の基準マーカにない円形、矩形、または直線形を定めることができる。

図５は、種々の実施形態において使用され得る典型的な試験片またはサンプル片３４を示している。サンプル片３４は、サンプル片３４上に形成された複数のサンプル基準マーカ１２ｓを有することができる。サンプル片上のサンプル基準マーカ１２ｓは、部品１０上の基準マーカ１２とおおむね同じ形状および構成を有することができる。サンプル片３４は、部品１０と同じ材料で構成されてよく、サンプル片３４上の複数のサンプル基準マーカ１２ｓは、部品１０上の複数の基準マーカ１２と同じ材料で構成されてよい。他の実施形態において、サンプル片３４および／またはサンプル基準マーカ１２ｓの材料は、部品１０および／または基準マーカ１２の対応する材料と類似であってよいが、同じでなくてよい。例えば、機械的なひずみが試験されている場合、同様の機械的特性を有する材料を、サンプル片３４および／またはサンプル基準マーカ１２ｓに使用することができる。また、基準マーカ１２が所定の基準パターンにて配置された部品１０を含む実施形態において、サンプル片３４は、部品１０上の基準マーカ１２と同じ所定の基準パターンにて配置されたサンプル基準マーカ１２ｓを有することができる。

図５に示した典型的な試験片３４は、例えば、サンプル片３４の中央に設けられた比較的細いサンプル分析領域１８ｓと、クリープひずみ試験装置との係合のための比較的大きな端部とを有しており、犬の骨の形のサンプルとしても知られている。このような犬の骨の形のサンプルおよびクリープひずみ試験装置は、当業者によって広く理解されており、本明細書ではこれ以上詳しくは説明しない。サンプル片３４を、ひずみデータのデータベースを作成するために使用することができる。そのようなデータベースを、例えば、サンプル片３４をクリープひずみ試験装置において漸進的なひずみレベルで試験し、強度または残りの使用可能寿命を逆算することによって、実験的に作成することができる。例えば、サンプル片３４の複数のサンプル基準マーカ１２ｓの走査または他の方法での測定から導き出される変形または変位データを含む参照表を作成し、コンピュータメモリに格納することができる。表は、各々の変位データ点に対応する残りの使用可能寿命の値をさらに含むことができる。

種々の実施形態において、例えば参照表など、試験サンプル片３４から作成されたデータベースを用いて、部品１０を評価することができる。例えば、部品１０を稼働させて部品１０を少なくとも１つのデューティサイクルに曝す前に最初に取得される部品１０の初期の走査を、部品１０を少なくとも１つのデューティサイクルに曝した後の第２の時点において取得される部品１０の事後の走査と比較することができる。そのような比較を使用して、部品１０上の複数の基準マーカ１２の変位を測定し、あるいは割り出すことができる。次いで、割り出された変位を、例えば参照表において割り出された変位を見つけることによってサンプル片３４の試験からのデータと比較して、部品１０を評価することができる。例えば、部品１０の評価は、部品１０の残りの使用可能寿命を明らかにすることを含むことができる。上述したように、いくつかの実施形態において、データベースは、サンプル片３４の試験から導き出された変位値と、各々の変位値に対する部品１０の強度または残りの有用寿命の対応する所定の値とを含むことができる。したがって、部品１０の残りの使用可能寿命を、測定された複数の基準マーカ１２の変位に対応するデータベース内の部品１０の残りの使用可能寿命の所定の値を見つけることによって、割り出すことができる。

基準マーカ１２は、種々の典型的な方法によって部品１０の外面１４の一部分に直接配置することが可能である。部品１０は、既存の部品であり、例えば、部品１０は、複数の基準マーカ１２を直接配置する前に、基準マーカ１２とは別に形成される。例えば、いくつかの実施形態においては、マーカ１２を、レーザクラッディング、電気スパーク堆積、スポット溶接、金属不活性ガス溶接、スティック溶接、粉末床印刷、または任意の他の適切な付加方法などの付加方法によって、部品１０の外面１４に直接配置することができる。少なくとも１つの実施形態においては、複数の基準マーカ１２を、レーザクラッディングによって好都合に適用することができる。典型的なレーザクラッディングプロセスは、部品１０の外面１４上の或る位置（例えば、地点）に向かってキャリア流体の流れを向けることを含む。キャリア流体は、不活性ガスであってよく、例えば窒素、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭素、またはこれらの混合物であってよい。キャリア流体の流れは、例えば粉末状の金属材料などの粉末材料を運ぶ。レーザ源からのレーザビームが、部品１０の外面１４上の位置へと向けられ、第１の位置であってよいその位置において、キャリア流体の流れに含まれる粉末を部品１０の外面１４上へと溶融させることができる。いくつかの実施形態においては、粉末を外面１４上へと溶融させることにより、第１の位置に基準マーカ１２を形成することができ、この基準マーカは、複数の基準マーカ１２のうちの第１の基準マーカであってよい。したがって、プロセスを、一般に、第２の位置に第２の基準マーカ１２を形成するとともに、所望に応じてさらなる位置にさらなる基準マーカ１２（例えば、第３、第４、など）を形成するために、繰り返すことができる。いくつかの実施形態において、第１の位置および第２の位置は、外面１４上の基準マーカの形成後に、第１の基準マーカおよび第２の基準マーカの間および周囲に外面１４の裸部分が残るように、離れていてよい。上述の例などのレーザクラッディング技術は、比較的小さな基準マーカ１２を近接させて形成することができ、これは、複数の基準マーカが部品の空気熱特性に及ぼす影響を最小限にできる点で、ガスタービン部品などの部品にとって好都合であり得る。さらに、レーザクラッディング技術は、既存の部品１０への後付けに好適であり、視線が利用可能であるならば既存の部品１０が使用位置にあるときでも好都合に実行可能である。

例えばレーザクラッディングによるこのような直接配置の結果として、基準マーカ１２は、部品１０とは無関係な基準マーカ１２の移動または部品１０を上回る基準マーカ１２の移動を低減または最小化するように、部品１０の外面１４に一体的に結合する。したがって、本開示による基準マーカ１２は、部品１０の一体的な受動型ひずみインジケータを形成する。さらに、部品１０上に基準マーカ１２を直接適用することで、耐久性を向上させ、適切な測定装置が時間の経過につれてマーカ１２を測定できなくなるリスクを低減することができる。

いくつかの実施形態において、外面１４のうちの基準マーカ１２が形成される部分は、部品１０の外面１４上に分析領域１８（図３）を画定することができる。このような実施形態において、分析領域１８の主要寸法は、分析領域１８のゲージ長さＧを画定する。ゲージ長さＧを有する分析領域１８を含むいくつかの実施形態において、各々の基準マーカ１２は、最大直径ＭＤ（図７）を有することができ、各々の基準マーカ１２の最大直径ＭＤは、ゲージ長さＧの１０分の１～２０分の１の間など、８分の１～２５分の１の間であってよい。種々の実施形態において、分析領域１８のゲージ長さＧは、０．３インチ（０．３”）～１インチ（１．０”）の間など、０．２インチ（０．２”）～１．２インチ（１．２”）の間であってよい。種々の典型的な実施形態において、マーカ１２の最大直径ＭＤは、１００分の２インチ（０．０２”）～１００分の１２インチ（０．１２”）の間など、１００分の１インチ（０．０１”）～１００分の１５インチ（０．１５”）の間であってよい。いくつかの典型的な実施形態において、ゲージ長さＧは、１０分の３インチ（０．３”）であってよく、マーカ１２の最大直径ＭＤは、１０００分の１５インチ（０．０１５”）～１００分の３インチ（０．０３”）の間であってよい。或る基準マーカ１２の最大直径ＭＤが、他の基準マーカ１２の最大直径ＭＤと違ってもよく、例えば最大直径ＭＤが、すべて同じ範囲内にあってよいが、必ずしも互いに等しくなくてもよいことを、理解すべきである。

上述したように、いくつかの実施形態において、基準マーカ１２は、外面１４からの高さＨ（図４参照）を有することができる。やはり上述したように、特定の典型的な実施形態において、部品１０は、タービンブレードまたは他の適切な空気力学的部品であってよい。好都合には、基準マーカ１２のサイズ、とくに高さＨは、好ましくは部品の空気力学に影響を与えないように充分に小さいが、本明細書に記載のとおりの測定のために充分に大きい。したがって、このような典型的な実施形態において、基準マーカ１２の高さＨは、例えば１０００分の３インチ（０．００３”）～１０００分の２５インチ（０．０２５”）の間、１０００分の６インチ（０．００６”）～１０００分の２０インチ（０．０２０”）の間、または１０００分の８インチ（０．００８”）～１０００分の１５インチ（０．０１５”）の間など、１０００分の１インチ（０．００１”）～１０００分の３０インチ（０．０３０”）の間であってよい。

以下でさらに詳しく説明されるとおり、種々の実施形態は、光学スキャナ２４（図６）などの３次元データ取得装置を使用して複数の基準マーカ１２を直接測定することを含む。光学スキャナ２４または他の適切な装置は、いくつかの実施形態においては、視野、すなわち装置が単一の画像またはパスにて取り込むことができる最大面積範囲を有し得る。このような実施形態において、分析領域１８のゲージ長さＧは、好ましくは、視野の最長寸法（例えば、視野が楕円である場合には、視野によって定められる楕円の長軸）の少なくとも３分の１（１／３）であってよい。例えば、以下でさらに詳しく説明されるように、いくつかの典型的な実施形態において、光学スキャナ２４は、構造化光スキャナであってよく、そのようなスキャナの典型的な実施形態は、６０ミリメートル（６０ｍｍ）の視界を有することができる。そのような実施形態において、分析領域１８のゲージ長さＧは、少なくとも２０ミリメートル（２０ｍｍ）であってよい。さらに、そのような実施形態において、スキャナ２４または他の適切な装置の視野は、分析領域１８のサイズに上限をもたらすことができ、例えば、分析領域１８は、複数の基準マーカ１２のすべてを視野内に収めることができるようなサイズであってよい。

基準マーカ１２を、種々の部品上の種々の位置のうちの１つ以上に配置することができる。例えば、上述したように、基準マーカ１２を、タービンブレード、ベーン、ノズル、シュラウド、ロータ、トランジションピース、またはケーシング上に配置することができる。そのような実施形態において、基準マーカ１２を、翼形部、プラットフォーム、または先端部の表面または付近、あるいは任意の他の適切な位置など、ユニットの動作時に種々の力を経験することが知られている１つ以上の位置に設定することができる。さらに、基準マーカ１２を、高温を経験することが知られている１つ以上の位置に配置することができる。例えば、基準マーカ１２を、高温ガス経路内および／または燃焼部品１０上に配置することができる。いくつかの実施形態において、分析領域は、例えば高応力または高クリープの領域ならびに／あるいは公差またはすき間が小さい領域など、部品の寿命制限領域を含むことができる。例えば、部品１０がガスタービンエンジンのタービンブレードである実施形態においては、ブレードの外側部分またはその付近において、タービンブレードとタービンのケーシングとの間のすき間が小さいかもしれない。したがって、ブレードの外側部分が、その部分の変形によってケーシングがブレードの回転に干渉しかねないという点で、寿命を制限する可能性がある。また、高さＨに関して上述したように、基準マーカ１２のサイズは、好ましくは、とくには部品１０が回転部品などのターボ機械の部品であるときに部品１０の空気力学に影響を与えないように充分に小さい。したがって、分析領域１８の面積は、外面１４の総面積と比べて比較的小さくてよい。例えば、いくつかの実施形態において、分析領域１８の面積は、外面１４の面積の約８パーセント（８％）未満または外面１４の面積の約２．５パーセント（２．５％）未満など、外面１４の面積の約１０パーセント（１０％）未満であってよい。

複数の基準マーカ１２を、任意の適切な数および配置にて部品１０の外面１４上に配置することができる。例えば、少なくとも４つの基準マーカ１２を設けることで、２Ｄひずみ場の測定および分析を好都合に可能にすることができ、少なくとも７つの基準マーカ１２を設けることで、３Ｄひずみ場の測定および分析を好都合に可能にすることができる。基準マーカ１２を、種々の典型的な実施形態において、例えばマーカ１２が矩形を画定するように、規則的な格子に沿って配置することができる。少なくとも１つの代案の実施形態においては、基準マーカ１２を、直線状の様相または他の規則的なパターンにて配置することができる。他の代案の実施形態において、基準マーカ１２は、非直線のパターンにて配置されてよく、さらには／あるいは不規則な形状を定めることができる。いくつかの実施形態においては、上述したように、基準マーカ１２を、行列格子として配置することができ、行列格子は、分析領域１８において予め選択された列間隔２０および予め選択された行間隔２２を有する。さらに、そのような実施形態は、例えば部品１０がタービン部品であり、基準マーカ１２がレーザクラッディングによって部品１０上に配置される場合、基準マーカ１２のサイズと比べて比較的小さい予め選択された列間隔および／または予め選択された行間隔を含むことができる。例えば、予め選択された行間隔２２または予め選択された列間隔２０の一方は、最大直径ＭＤの約６０パーセント（６０％）未満など、最大直径ＭＤの約７５パーセント（７５％）未満であってよい。そのような実施形態の種々の組み合わせが可能であり、例えば、４つのマーカを設け、矩形または直線を形成するように配置することができ、あるいは４つの基準マーカを非直線のパターンにて設けることができる。そのような例は、説明のためのものにすぎず、限定ではない。種々の実施形態において、任意の適切な数および配置の基準マーカ１２を設けることができる。

種々の実施形態において、基準マーカ上のいくつかの点のいずれかに基づいて、基準マーカの間の距離を測定し、さらには／あるいは基準マーカの位置を定めることが可能であり、例えば頂点などの基準マーカのエッジまたは外面の点を使用することができる。いくつかの実施形態において、基準マーカは、半球など、球の一部分であってよく、あるいは球の一部分を近似でき、例えば複数の基準マーカのうちの各々の基準マーカが、球面を部分的に定めることができる。そのような実施形態において、基準マーカ１２の重心１２０（図９および図１０）または質量中心を使用して、分析の目的のための基準マーカ１２の位置を定めることができる。いくつかのそのような実施形態において、分析の目的のための基準マーカ１２の重心１２０は、例えば半球の基準マーカの物理的形状によって定まる実際の重心であってよい。他の典型的な実施形態においては、画像プロセッサ２６が、基準マーカ１２によって画定された部分的な球（例えば、半球）から完全な球体の重心１２０を計算または導出することができる。すなわち、本明細書で説明される監視のいくつかの典型的な方法における分析の目的のための基準マーカの重心は、例えば基準マーカが球の一部分を定める場合の球の重心など、仮想の重心であってよい。

本開示による重心は、２次元または３次元の領域であってよい領域の幾何学的中心であり、したがって形状におけるすべての点の算術平均または平均位置である。典型的な実施形態においては、重心の位置を、画像化装置２４およびプロセッサ２６の使用によって特定することができる。プロセッサ２６は、例えば基準マーカの画像の分析において、上述したように、物理的な重心または仮想の重心であってよい基準マーカの重心を計算し、したがって位置を突き止めることができる。

基準マーカ１２の重心を距離測定のための基準点として使用することで、マーカ１２の変形に起因する誤差を好都合に低減または最小化することができる。例えば、図９が、例えば製造されたときなど、初期状態の典型的な基準マーカ１２を示しており、図１０が、例えばマーカ１２が配置された部品１０が少なくとも１つのデューティサイクルに曝された後など、後の状態における図９の基準マーカ１２を示している。この例において、マーカ１２のエッジ上の点と隣接するマーカ上の別の点との間の距離は、部品１０の変形に代わり、あるいは部品１０の変形に加えて、マーカ１２の変形ゆえにマーカ１２のエッジまたは周辺に沿った点が変位するようにマーカ１２の形状が変化することによってのみ変化し得る。対照的に、重心１２０の位置は、マーカ１２のエッジに沿った点の位置と比べて比較的一定のままであり、したがって部品１０の変形のより本当のピクチャを、各々のマーカ１２の位置およびマーカ間の距離を重心１２０に基づいて決定することによって得ることができる。図９および図１０において、重心１２０の位置は、後述され、図６に示されるように、Ｘ軸、Ｙ軸、またはＺ軸のうちの任意の２つであってよい相互に直交する軸５０，５２による座標系において定義されている。さらなる典型的な実施形態においては、重心１２０の位置を、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の３つすべてによる３次元座標系において定義することができる。

ここで図１～図８を参照すると、部品の変形を監視するためのシステムの典型的な実施形態が示されている。本開示によるこのようなシステムは、３つの軸（一般的にはＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸と呼ばれ、互いに直交している）に沿って基準マーカ１２を測定することによって改善された局所的および／または全体的なひずみの分析を容易にすることができる。図８に示されるように、システム２３が各々のマーカの相対変位を測定することによって部品１０の変形を測定するとき、基準マーカ１２の移動Ｍ（図８）を、各々の平面内で追跡することができる。システム２３は、例えば、上述のように１つ以上の部品の外面１４上に配置された複数の基準マーカ１２を含むことができる。さらに、システム２３は、典型的な実施形態における基準マーカ１２を分析するための光学スキャナ２４（図６）などの３次元データ取得装置２４と、３次元データ取得デバイスと動作可能に通信するプロセッサ２６とを含むことができる。

一般に、本明細書で使用する「プロセッサ」という用語は、コンピュータに含まれるものとして当技術分野で呼ばれている集積回路を指すだけでなく、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、特定用途向け集積回路、および他のプログラマブル回路も指す。さらに、プロセッサ２６は、３次元データ取得装置２４などのプロセッサと通信する種々の他の構成要素との入力の受信および制御信号の送信のための種々の入力／出力チャネルを含むことができる。プロセッサ２６は、３次元データ取得装置２４からの入力およびデータを記憶および分析し、本明細書に記載の方法の各段階を広く実行するための適切なハードウェアおよび／またはソフトウェアをさらに含むことができる。

とくには、プロセッサ２６（または、その構成要素）を、３次元データ取得装置２４に統合してもよい。追加または代案の実施形態において、プロセッサ２６（または、その構成要素）は、３次元データ取得装置２４とは別個であってもよい。例えば、典型的な実施形態において、プロセッサ２６は、３次元データ取得装置２４によって受信されたデータを最初に処理するための３次元データ取得装置２４に統合された構成要素と、基準マーカ１２を測定し、さらに／あるいはデータから現時点の３次元プロファイルを作り出し、これらのプロファイルを比較するための３次元データ取得装置２４とは別個の構成要素とを含む。

一般に、プロセッサ２６は、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸に沿って基準マーカ１２を直接測定して、Ｘ軸データ点、Ｙ軸データ点、およびＺ軸データ点を取得し、外面１４のトポロジの正確な３Ｄデジタル複製を作成するように動作可能である。上述のように、軸は互いに直交している。Ｘ軸データ点、Ｙ軸データ点、およびＺ軸データ点は、基準マーカ１２の直接測定に関連する寸法データ点である。さらに、プロセッサ２６は、各々の基準マーカ１２の重心１２０の位置を特定し、例えば重心１２０の位置を表す３次元座標を決定するように動作可能であってよい。例えば、クリープ、疲労、および過負荷などの変形事象の前および後の種々の時点において部品１０を走査することにより、部品１０を、例えば応力および／またはひずみに関して監視することができる。３次元データ取得装置２４は、複合走査が必要とされず、あるいは実行されないように、部品１０の単一の３次元走査を実行するように動作可能であってよい。部品１０の単一の３次元走査は、３次元データを生成し、３次元のひずみ分析を可能にする。このような３次元データの典型的な実施形態は、互いに直交する軸Ｘ、Ｙ、およびＺによって画定される３次元空間における重心座標を含む３次元点群内のポリゴンメッシュデータを含み得る。次いで、このような三次元データを変形解析アルゴリズムへと入力して、局所的な表面ひずみを計算することができる。

一般に、３次元での直接測定を得るために表面計測技術を利用する任意の適切な３次元データ取得装置２４が利用され得る。典型的な実施形態において、装置２４は、非接触表面計測技術を利用する非接触装置である。さらに、典型的な実施形態において、本開示による装置２４は、約１００ナノメートル～約１００マイクロメートルの間のＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸に沿った分解能を有する。したがって、典型的な方法によれば、Ｘ軸データ点、Ｙ軸データ点、およびＺ軸データ点は、約１００ナノメートル～約１００マイクロメートルの間の分解能で得られる。

例えば、いくつかの実施形態においては、３次元で基準マーカ１２を光学的に識別する適切な光学スキャナ２４を利用することができる。図６は、本開示による光学スキャナ２４の典型的な実施形態を示しており、スキャナは、構造化光スキャナである。構造化光スキャナは、一般に、発光ダイオード３０または他の適切な光発生装置などの内蔵の発光器から光２８を放射する。典型的な実施形態において、構造化光スキャナによって利用される放射光２８は、青色光または白色光である。一般に、放射光２８は、一般的には特定のパターンにて基準マーカ１２および部品１０へと投射される。光２８が基準マーカ１２および部品１０に接触するとき、部品および基準マーカ１２の表面の外形が、光２８をゆがませる。このゆがみを、構造化された光が外面によって反射させられた後に、例えばカメラ３２によって撮影される画像において、検出器によって取り込むことができる。基準マーカ１２（および、周囲の外面１４）に接触する光２８の画像は、例えばプロセッサ２６によって受け取られる。次いで、プロセッサ２６は、例えば光パターンのゆがみを予想されるパターンと比較することにより、受け取った画像に基づいてＸ軸データ点、Ｙ軸データ点、およびＺ軸データ点を計算する。とくに、典型的な実施形態において、プロセッサ２６は、そのような光学スキャナ２４を動作させて、種々の上記開示の段階を実行する。

あるいは、他の適切なデータ取得装置を利用してもよい。例えば、いくつかの実施形態においては、装置２４がレーザスキャナである。レーザスキャナは、一般に、これらの実施形態における基準マーカ１２およびタービン部品１０の全体などの物体に向けてレーザビームの形態で光を放射するレーザを含む。次いで、光は、装置２４のセンサによって検出される。例えば、いくつかの実施形態において、光は、表面に接触して表面から反射され、装置２４のセンサによって受け取られる。光がセンサに到達するまでの往復時間が、種々の軸に沿った測定値を決定するために利用される。これらの装置は、典型的には、飛行時間型の装置として知られている。他の実施形態において、センサは、光が接触する表面において光を検出し、センサの視野内の光の相対的な位置に基づいて測定値を決定する。これらの装置は、典型的には、三角測量装置として知られている。次いで、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸データ点が、上述のように検出された光に基づいて計算される。とくに、典型的な実施形態において、プロセッサ２６は、そのようなデータ取得装置２４を実行および動作させ、種々の上記開示の段階を実行する。

いくつかの実施形態において、レーザによって放射される光は、複数の基準マーカ１２など、測定される物体の一部分からの反射に充分なだけの広さのバンドにて放射される。これらの実施形態においては、ステッパモータまたはレーザを移動させるための他の適切な機構を利用して、光が測定される物体の全体から反射されるまで、必要に応じてレーザおよび放射バンドを移動させることができる。

またさらに、他の適切な３次元データ取得装置２４を利用することもできる。しかしながら、これに代えて、本開示は、３次元データ取得装置２４の使用に限定されない。例えば、他の適切な装置として、例えば渦電流コイル、ホール効果プローブ、導電性プローブ、および／または容量プローブを含むことができる電界スキャナが挙げられる。

次に図１１を参照すると、既存の部品１０上に受動型ひずみインジケータを形成する典型的な方法２００が示されている。既存の部品１０は、第１の材料からなる外面１４を含む。方法２００は、既存の部品１０の外面１４の一部分１８に複数の基準マーカ１２を直接配置することを含む。方法２００は、既存の部品１０の外面１４上の第１の位置へとキャリア流体の流れを導くステップ２１０を含み、キャリア流体の流れは、粉末を運んでおり、粉末は、第１の材料に適合する第２の材料を含んでいる。さらに、方法２００は、レーザ源からレーザビームの形態の光を放射するステップ２２０を含む。さらに、方法２００は、放射されたレーザビームを部品の外面上の第１の位置へと導くことで、第１の位置においてキャリア流体の流れにて運ばれる粉末を部品の外面上へと溶融させることにより、第１の位置において第２の材料から第１の基準マーカ１２を形成するステップ２３０を含む。

さらに図１１の方法２００を参照すると、この方法は、既存の部品の外面上の第２の位置へとキャリア流体の流れを導くステップ２４０と、放射されたレーザビームを既存の部品の外面上の第２の位置へと導くことで、第２の位置においてキャリア流体の流れにて運ばれる粉末を部品の外面上へと溶融させることにより、第２の位置において第２の材料で第２の基準マーカ１２を形成するステップ２５０とを含む。外面の一部分は、部品１０の外面１４上の分析領域１８を画定する。分析領域１８は、ゲージ長さＧを規定し、複数の基準マーカの各々の基準マーカ１２は、ゲージ長さＧの１０分の１～２０分の１の間の最大直径ＭＤを有する。例えばステップ２１０～２３０など、方法２００のステップを、さらなる基準マーカ１２を形成するために所望に応じて繰り返すことができる。

次に図１２を参照すると、部品を評価する典型的な方法３００が示されている。典型的な実施形態におけるこのような方法３００は、全体または一部分が、本明細書で論じられるようなプロセッサ２６によって実行されてよい。方法３００は、複数の基準マーカ１２を光学スキャナで走査することなどによって、部品１０の外面１４の一部分１８上の複数の基準マーカ１２を３次元データ取得装置２４で初期に測定するステップ３１０を含む。そのようなステップを、第１の時点において行うことができる。方法３００は、第１の時点の後に生じ得る少なくとも１つのデューティサイクルに部品１０を曝すステップ３２０をさらに含む。例えば、デューティサイクルは、ターボ機械または他の動作において使用中のタービン部品について生じ得る。あるいは、デューティサイクルは、一般的には、部品１０が利用されるように設計された環境において部品１０を使用することによって達成されてよい。方法３００は、３次元データ取得装置２４による直接測定など、少なくとも１つのデューティサイクルの後の（第１の時点の後の第２の時点における）複数の基準マーカ１２の事後測定のステップ３３０をさらに含む。方法３００は、事後の走査を初期の走査と比較することによって複数の基準マーカの変位を測定するステップ３４０をさらに含む。方法３００は、部品の残りの使用可能寿命を、測定された複数の基準マーカの変位に対応する部品の残りの使用可能寿命の所定の値をデータベースにおいて見つけることによって明らかにするステップ３５０をさらに含む。

本明細書は、本発明を最良の態様を含めて開示するとともに、あらゆる装置またはシステムの製作および使用ならびにあらゆる関連の方法の実行を含む本発明の実施を当業者にとって可能にするために、実施例を用いている。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定められ、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言から相違しない構造要素を含んでおり、あるいは特許請求の範囲の文言から実質的には相違しない同等の構造要素を含むならば、特許請求の範囲の技術的範囲に包含される。
［実施態様１］
第１の材料を含む外面（１４）を備えている既存の部品（１０）上に受動型ひずみインジケータを形成する方法（２００）であって、
前記既存の部品（１０）の前記外面（１４）の一部分（１８）上に複数の基準マーカ（１２）を直接配置するステップ
を含んでおり、
前記基準マーカ（１２）は、前記第１の材料に適合する第２の材料を含み、前記外面（１４）の前記一部分（１８）は、前記部品（１０）の前記外面（１４）上の分析領域（１８）を含み、前記分析領域（１８）は、ゲージ長さ（Ｇ）を定めており、前記複数の基準マーカ（１２）の各々の基準マーカ（１２）は、前記ゲージ長さ（Ｇ）の１０分の１～２０分の１の間の最大直径（ＭＤ）を有する、方法（２００）。
［実施態様２］
前記既存の部品（１０）の前記外面（１４）の前記一部分（１８）上に前記複数の基準マーカ（１２）を直接配置するステップは、前記既存の部品（１０）が使用位置にあるときに実行される、実施態様１に記載の方法（２００）。
［実施態様３］
前記既存の部品（１０）の前記外面（１４）の一部分（１８）上に前記複数の基準マーカ（１２）を直接配置するステップは、前記既存の部品（１０）の前記外面（１４）の前記一部分（１８）上の第１の位置に第１の基準マーカ（１２）を直接配置するステップと、前記既存の部品（１０）の前記外面（１４）の前記一部分（１８）上の第２の位置に第２の基準マーカ（１２）を直接配置するステップとを含む、実施態様１に記載の方法（２００）。
［実施態様４］
前記既存の部品（１０）の前記外面（１４）の前記一部分（１８）上に前記第１の基準マーカ（１２）を直接配置するステップは、
前記第２の材料を含む粉末を運んでいるキャリア流体の流れを前記既存の部品（１０）の前記外面（１４）上の前記第１の位置へと導くステップ（２１０）と、
レーザ源からレーザビームの形態の光を放射するステップ（２２０）と、
前記放射されたレーザビームを前記部品（１０）の前記外面（１４）上の前記第１の位置へと導くことで、前記第１の位置において前記キャリア流体の流れにて運ばれる前記粉末を前記部品（１０）の前記外面（１４）上へと溶融させるステップ（２３０）と
を含み、
前記既存の部品（１０）の前記外面（１４）の前記一部分（１８）上に前記第２の基準マーカ（１２）を直接配置するステップは、
前記キャリア流体の流れを前記既存の部品（１０）の前記外面（１４）上の第２の位置へと導くステップ（２４０）と、
前記放射されたレーザビームを前記既存の部品（１０）の前記外面（１４）上の前記第２の位置へと導くことで、前記第２の位置において前記キャリア流体の流れにて運ばれる前記粉末を前記部品（１０）の前記外面（１４）上へと溶融させるステップ（２５０）と
を含む、実施態様３に記載の方法（２００）。
［実施態様５］
前記外面（１４）上の前記第１の位置と前記外面（１４）上の前記第２の位置とは、前記外面（１４）の前記一部分（１８）上に前記複数の基準マーカ（１２）を直接配置するステップが、前記第１の基準マーカ（１２）および前記第２の基準マーカ（１２）の間および周囲に前記外面（１４）の裸部分を残すステップを含むように、離間している、実施態様３に記載の方法（２００）。
［実施態様６］
第１の材料を含む外面（１４）と、
前記外面（１４）の一部分（１８）上の複数の基準マーカ（１２）と
を備えている部品（１０）であって、
前記基準マーカ（１２）は、前記第１の材料に適合する第２の材料を含み、前記外面（１４）の前記一部分（１８）は、当該部品（１０）の前記外面（１４）上の分析領域（１８）を含み、前記分析領域（１８）は、ゲージ長さ（Ｇ）を定めており、前記複数の基準マーカ（１２）の各々の基準マーカ（１２）は、前記ゲージ長さ（Ｇ）の１０分の１～２０分の１の間の最大直径（ＭＤ）を有する、部品（１０）。
［実施態様７］
前記分析領域（１８）の面積は、前記外面（１４）の面積の約１０パーセントよりも小さい、実施態様６に記載の部品（１０）。
［実施態様８］
前記分析領域（１８）の面積は、前記外面（１４）の面積の約８パーセントよりも小さい、実施態様６に記載の部品（１０）。
［実施態様９］
前記分析領域（１８）の面積は、前記外面（１４）の面積の約２．５パーセントよりも小さい、実施態様６に記載の部品（１０）。
［実施態様１０］
前記複数の基準マーカ（１２）は、行列格子にて前記分析領域（１８）内に配置され、前記行列格子は、予め選択された行間隔（２２）および予め選択された列間隔（２０）を有する、実施態様６に記載の部品（１０）
［実施態様１１］
前記予め選択された行間隔（２２）または前記予め選択された列間隔（２０）の一方は、前記最大直径（ＭＤ）の約７５パーセントよりも小さい、実施態様１０に記載の部品（１０）。
［実施態様１２］
前記予め選択された行間隔（２２）または前記予め選択された列間隔（２０）の一方は、前記最大直径（ＭＤ）の約６０パーセントよりも小さい、実施態様１０に記載の部品（１０）。
［実施態様１３］
前記第１の材料は、第１の金属材料であり、前記第２の材料は、第２の金属材料である、実施態様６に記載の部品（１０）。
［実施態様１４］
当該部品（１０）は、ガスタービン部品である、実施態様６に記載の部品（１０）。
［実施態様１５］
当該部品（１０）は、ガスタービンの高温ガス経路部品である、実施態様６に記載の部品（１０）。
［実施態様１６］
前記分析領域（１８）は、当該部品（１０）の寿命制限領域を含む、実施態様６に記載の部品（１０）。
［実施態様１７］
部品（１０）を評価する方法（３００）であって、
前記部品（１０）の外面（１４）の一部分（１８）上の複数の基準マーカ（１２）を初期に走査するステップ（３１０）と、
前記部品（１０）を少なくとも１つのデューティサイクルに曝すステップ（３２０）と、
前記少なくとも１つのデューティサイクルの後の前記複数の基準マーカ（１２）を事後に走査するステップ（３３０）と、
前記事後の走査を前記初期の走査と比較することによって前記複数の基準マーカ（１２）の変位を測定するステップ（３４０）と、
前記複数の基準マーカ（１２）の前記測定された変位に対応する前記部品（１０）の残りの使用可能寿命の所定の値をデータベースにおいて見つけることにより、前記部品（１０）の残りの使用可能寿命を明らかにするステップ（３５０）と
を含む方法（３００）。
［実施態様１８］
前記明らかにされた残りの使用可能寿命が第１の所定のしきい値を上回る場合、前記複数の基準マーカ（１２）の事後の走査の後に、前記部品（１０）を少なくとも１つのさらなるデューティサイクルに曝すことと、
前記明らかにされた残りの使用可能寿命が前記第１の所定のしきい値を下回りかつ第２の所定のしきい値を上回る場合、前記複数の基準マーカ（１２）の事後の走査の後に、前記部品（１０）を補修し、前記部品（１０）の補修後に、前記部品（１０）を少なくとも１つのさらなるデューティサイクルに曝すことと、
前記明らかにされた残りの使用可能寿命が前記第２の所定のしきい値を下回る場合、前記複数の基準マーカ（１２）の事後の走査の後に、前記部品（１０）を廃棄することと
をさらに含む、実施態様１７に記載の方法（３００）。
［実施態様１９］
前記複数の基準マーカ（１２）は、所定のパターンにて前記分析領域（１８）内に配置され、前記データベースは、サンプル片（３４）の試験から得られた実験データを含み、前記サンプル片（３４）は、前記所定のパターンにて前記サンプル片（３４）のサンプル分析領域（１８）内に配置された複数のサンプル基準マーカ（１２）を備えている、実施態様１７に記載の方法（３００）。
［実施態様２０］
前記データベースは、コンピュータメモリに格納された参照表を含む、実施態様１７に記載の方法（３００）。

１０ 部品
１２ 基準マーカ
１２ａ マーカ
１２ｂ マーカ
１２ｓ サンプル基準マーカ
１４ 外面
１５ 内部容積
１８ 分析領域、基準パターン、一部分
１８ｓ サンプル分析領域
２０ 予め選択された列間隔
２２ 予め選択された行間隔
２３ システム
２４ 光学スキャナ、３次元データ取得装置、画像化装置
２６ 画像プロセッサ
２８ 放射光
３０ 発光ダイオード
３２ カメラ
３４ 試験サンプル片、試験片
５０ 軸
５２ 軸
１２０ 重心
２００ 方法
３００ 方法
Ｄ 距離
Ｇ ゲージ長さ
Ｈ 高さ
Ｌ 長さ
Ｍ 移動
ＭＤ 最大直径
Ｗ 幅
Ｘ 軸
Ｙ 軸
Ｚ 軸

Claims (10)

1. 第１の材料を含む外面（１４）を備えている既存のタービン部品（１０）上に受動型ひずみインジケータを形成する方法（２００）であって、
   前記第１の材料とは異なるが、前記第１の材料と適合する第２の材料を含む粉末を運んでいるキャリア流体の流れを前記既存のタービン部品（１０）の前記外面（１４）上の一部分（１８）へと導くステップ（２１０）と、
   レーザ源からレーザビームの形態の光を放射するステップ（２２０）と、
   前記放射されたレーザビームを前記既存のタービン部品（１０）の前記外面（１４）上の前記一部分（１８）へと導くことで、第１の位置において前記キャリア流体の流れにて運ばれる前記粉末を前記既存のタービン部品（１０）の前記外面（１４）上で溶融させ、これにより、前記受動型ひずみインジケータの第１の基準マーカ（１２）が前記第１の位置に形成されるステップ（２３０）と、
   前記キャリア流体の流れを前記既存のタービン部品（１０）の前記外面（１４）上の第２の位置へと導くステップ（２４０）と、
   前記放射されたレーザビームを前記既存のタービン部品（１０）の前記外面（１４）上の第２の位置へと導くことで、前記第２の位置において前記キャリア流体の流れにて運ばれる前記粉末を前記既存のタービン部品（１０）の前記外面（１４）上で溶融させ、これにより、前記受動型ひずみインジケータの第２の基準マーカ（１２）が前記第２の位置に形成されるステップ（２５０）と、
   を含んでおり、
   前記外面（１４）の前記一部分（１８）は、前記タービン部品（１０）の前記外面（１４）上の分析領域（１８）を含み、前記分析領域（１８）は、ゲージ長さ（Ｇ）を定めており、前記第１及び第２の基準マーカ（１２）の各々は、前記ゲージ長さ（Ｇ）の１０分の１～２０分の１の間の最大直径（ＭＤ）を有する、方法（２００）。
2. 前記第１及び第２の基準マーカ（１２）は、前記既存の部品（１０）が使用位置にあるときに形成される、請求項１に記載の方法（２００）。
3. 光学スキャナ（２４）を使用して前記第１及び第２の基準マーカ（１２）を測定するステップを含み、
   前記外面（１４）上の前記第１の位置と前記外面（１４）上の前記第２の位置とは、前記方法が、前記第１の基準マーカ（１２）および前記第２の基準マーカ（１２）の間および周囲に前記外面（１４）の裸部分を残すステップを含むように、離間している、請求項１または２に記載の方法（２００）。
4. 前記キャリア流体が不活性ガスであり、前記第１の材料が、ニッケル系超合金を含み、前記第２の材料が、ニッケル系超合金を含む、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法（２００）。
5. 第１の材料を含む外面（１４）と、
   前記外面（１４）の一部分（１８）上の複数の基準マーカ（１２）と
   を備えている部品（１０）であって、
   前記基準マーカ（１２）は、前記第１の材料とは異なるが、前記第１の材料に適合する第２の材料を含み、前記第２の材料は、前記第１の材料と同様の熱膨張係数を有する金属材料を含み、前記外面（１４）の前記一部分（１８）は、当該部品（１０）の前記外面（１４）上の分析領域（１８）を含み、前記分析領域（１８）は、ゲージ長さ（Ｇ）を定めており、前記複数の基準マーカ（１２）の各々の基準マーカ（１２）は、前記ゲージ長さ（Ｇ）の１０分の１～２０分の１の間の最大直径（ＭＤ）を有し、前記分析領域（１８）の面積は、前記外面（１４）の面積の約１０パーセントよりも小さい、部品（１０）。
6. 前記分析領域（１８）の面積は、前記外面（１４）の面積の約２．５パーセントよりも小さい、請求項５に記載の部品（１０）。
7. 前記複数の基準マーカ（１２）は、行列格子にて前記分析領域（１８）内に配置され、前記行列格子は、予め選択された行間隔（２２）および予め選択された列間隔（２０）を有する、請求項５または６に記載の部品（１０）
8. 前記予め選択された行間隔（２２）または前記予め選択された列間隔（２０）の一方は、前記最大直径（ＭＤ）の約６０パーセントよりも小さい、請求項７に記載の部品（１０）。
9. 当該部品（１０）は、ガスタービンの高温ガス経路部品であり、前記基準マーカ（１２）は、先端シュラウドの近傍の正圧面に配置される、請求項５乃至８のいずれかに記載の部品（１０）。
10. 前記分析領域（１８）は、当該部品（１０）の寿命制限領域を含む、請求項５乃至９のいずれかに記載の部品（１０）。

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