WO2023084958A1 - 部品の検査方法、部品の製造方法、及び部品の検査装置 - Google Patents

部品の検査方法、部品の製造方法、及び部品の検査装置 Download PDF

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WO2023084958A1
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component
temperature
heating
fluid
inspection method
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PCT/JP2022/037438
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大志 牧ヶ野
竜太 伊藤
篤哉 坂田
太郎 徳武
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三菱パワー株式会社
三菱重工業株式会社
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01M13/02—Gearings; Transmission mechanisms
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/72—Investigating presence of flaws

Definitions

  • the present disclosure relates to a component inspection method, a component manufacturing method, and a component inspection apparatus.
  • This application claims priority to Japanese Patent Application No. 2021-185755 filed in Japan on November 15, 2021, the content of which is incorporated herein.
  • a turbine component (hereinafter referred to as a component) is heated by irradiating the surface of the turbine component with a light pulse, and abnormalities (defects) on the extreme surface are discovered from the temperature response due to the heating.
  • the present disclosure has been made to solve the above problems, and provides a component inspection method, a component manufacturing method, and a component inspection apparatus that can detect an abnormality in a cooling channel formed inside a component. intended to provide
  • a component inspection method includes a fluid supplying step of supplying a fluid to a cooling channel of a component having a cooling channel therein, and a heating step of heating the surface of the component. and a measuring step of measuring the temperature of the surface of the component heated by the heating step.
  • a method of manufacturing a component according to the present disclosure includes a manufacturing step of manufacturing a component having a cooling channel therein, and an inspection method of the component of inspecting the component manufactured in the manufacturing step.
  • a component inspection apparatus includes a fluid supply unit that supplies a fluid to the cooling channel of a component having a cooling channel therein, a heating unit that heats the surface of the component, and the heating unit. a measuring unit that measures the temperature of the surface of the heated component.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a component inspection apparatus according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the wavelength of irradiation light emitted by a heating lamp and the spectral emissivity (spectral energy) according to the embodiment of the present disclosure.
  • 1 is a functional block diagram of a measuring device according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. FIG. 4 is an image diagram showing a temperature distribution on the surface of a component when there is an abnormality in the cooling channel of the component according to the embodiment of the present disclosure
  • 4 is a flow chart illustrating a method of manufacturing a component according to embodiments of the present disclosure
  • 1 is a hardware configuration diagram of a computer according to an embodiment of the present disclosure
  • An inspection device is a device for discovering an abnormality that has occurred in a cooling channel formed in a component (specimen) and through which a fluid for cooling the component flows.
  • the component in this embodiment is a high-temperature component for a gas turbine that constitutes the gas turbine.
  • gas turbine high-temperature parts examples include turbine blades (stationary blades and rotor blades), split rings, heat shield rings, and the like.
  • a split ring will be described as an example of a high-temperature component for a gas turbine.
  • the inspection device 1 includes a fluid supply section 10 , a heating section 20 and a measurement section 30 .
  • the fluid supply unit 10 supplies the fluid F to the cooling flow path Wp for cooling the component W formed inside the component W. As shown in FIG. For example, air is adopted as the fluid F in this embodiment.
  • the fluid supply 10 has a chamber 11 , a compressor 12 , a supply line 13 and a valve 14 .
  • Chamber 11 is a processing chamber for supplying fluid F to component W.
  • FIG. A component W is placed and fixed in the chamber 11 . That is, the chamber 11 supports the component W from below (the lower side in the vertical direction Dv).
  • the chamber 11 has a box-like shape with no ceiling. That is, the chamber 11 has an opening that opens upward (upward in the vertical direction Dv).
  • the vertical direction Dv (the vertical direction in FIG. 1) in this embodiment is a direction that coincides with the direction of gravity.
  • the opening portion of the chamber 11 facing upward in the vertical direction Dv serves as a component support portion 11a for supporting the component W.
  • a space is formed by the chamber 11 and the component W by placing the component W on the component support portion 11a.
  • the component W when the component W is placed in the chamber 11, it faces upward in the up-down direction Dv, and the surface Ws1 (inspection surface) to be inspected by the inspection apparatus 1 and the up-down direction Dv from the surface Ws1. and a non-inspection surface Ws2 positioned below the chamber 11 and supported by the component support portion 11a of the chamber 11 .
  • the surface Ws1 and the non-inspection surface Ws2 form the outer shell of the component W, and the non-inspection surface Ws2 is connected to the surface Ws1.
  • the supply space R is a space for temporarily storing the fluid F for inspection under a positive pressure (atmospheric pressure higher than the atmospheric pressure) in order to supply the fluid F for inspection to the cooling flow path Wp of the component W.
  • the chamber 11 is formed with a hole portion 11b penetrating from the outside to the inside of the chamber 11 .
  • a test fluid F is introduced into the supply space R from the outside of the chamber 11 through the hole 11b.
  • the component W has therein a plurality of horizontally extending cooling channels Wp through which the cooling fluid F can flow.
  • the plurality of cooling channels Wp in the present embodiment are arranged horizontally at regular intervals.
  • the cooling channel Wp has a fluid inlet Wp1 that opens into the supply space R, an intermediate portion Wp2 through which the fluid F that has flowed in from the fluid inlet Wp1 flows, and an intermediate portion Wp2 that is open to the atmosphere and allows the fluid F to pass through the intermediate portion Wp2 to the atmosphere. and a fluid outlet Wp3 that can be discharged to the
  • the compressor 12 is a device that compresses the fluid F sucked from the outside to increase the pressure of the fluid F to a predetermined pressure, and pumps the fluid F with the increased pressure into the supply space R in the chamber 11 .
  • the supply line 13 is a pipe that connects the chamber 11 and the compressor 12 and has a fluid F flowing therein. A fluid F for inspection is introduced into the supply space R from the compressor 12 through this supply line 13 .
  • valve 14 is a valve body for adjusting the pressure of the fluid F flowing through the supply line 13 from the compressor 12 toward the chamber 11 .
  • a valve 14 is provided in the middle of the supply line 13 .
  • the fluid F supplied from the compressor 12 into the supply space R through the supply line 13 flows through the fluid inlet Wp1 of the cooling flow path Wp in the component W into the intermediate portion Wp2.
  • the fluid F that has flowed into the intermediate portion Wp2 of the cooling channel Wp flows through the intermediate portion Wp2 to cool the component W, and then is released to the atmosphere through the fluid outlet portion Wp3.
  • the heating section 20 heats the surface Ws1 of the component W placed in the chamber 11 of the fluid supply section 10 .
  • the heating unit 20 has a heating lamp 21 and a filter 22 .
  • the heating lamp 21 is a halogen lamp capable of irradiating the surface Ws1 of the component W with irradiation light L having a specific spectral distribution.
  • the spectral distribution of the irradiation light L emitted by the heating lamp 21 in this embodiment exhibits a characteristic that the spectral emissivity (%) peaks at a specific wavelength ( ⁇ m).
  • the irradiation light L in this embodiment has a spectral emissivity (spectral energy) peak P in a wavelength band near 1.0 ⁇ m.
  • the heating lamp 21 in this embodiment is arranged above the surface Ws1 of the component W in the vertical direction Dv.
  • the direction in which the heating lamp 21 irradiates the surface Ws1 of the component W will be referred to as "irradiation direction Di". Therefore, one side of the irradiation direction Di is the direction from the heating lamp 21 toward the surface Ws1 of the component W, and the other side of the irradiation direction Di is the surface of the component W opposite to the one side of the irradiation direction Di. This is the direction from Ws1 toward the heating lamp 21 .
  • the irradiation direction Di in this embodiment matches the vertical direction Dv.
  • the filter 22 is quartz glass (fused quartz) that does not transmit (cuts) light in a specific wavelength band.
  • Filter 22 is made of quartz (SiO 2 ).
  • the filter 22 in the present embodiment has a property of not transmitting the irradiation light L having a wavelength component of 3.0 ⁇ m or more in the irradiation light L that is irradiated onto the surface Ws1 of the component W by the heating lamp 21 .
  • the filter 22 is arranged between the surface Ws1 of the component W and the heating lamp 21 so as to cover the surface Ws1 of the component W from above in the vertical direction Dv. That is, the filter 22 is interposed between the heating lamp 21 and the component W in the irradiation direction Di.
  • the filter 22 has a flat plate shape and has a first surface 22a facing upward in the vertical direction Dv (the heating lamp 21 side) and a downward side in the vertical direction Dv opposite to the first surface 22a (component W and a second surface 22b facing the side).
  • the areas of the first surface 22a and the second surface 22b of the filter 22 are formed larger than the area of the surface Ws1 of the component W.
  • the thickness of the filter 22 in the vertical direction Dv is 15 mm to 30 mm.
  • the measurement unit 30 measures the temperature of the surface Ws1 of the component W heated by the heating unit 20 .
  • the measuring unit 30 has an infrared camera 31 and a measuring device 32 .
  • the infrared camera 31 captures light in a specific wavelength band.
  • the infrared camera 31 in this embodiment can receive light in the wavelength band of 3.0 ⁇ m to 17 ⁇ m and pick up an image (image processing). Therefore, the wavelength band to be detected by the infrared camera 31 in this embodiment is larger than the wavelength at which the spectral energy of the irradiation light L of the heating lamp 21 peaks.
  • the infrared camera 31 is arranged so that the surface Ws1 of the component W can be contained within the angle of view (within the imaging range). Therefore, the infrared camera 31 receives infrared rays (light) emitted from the surface Ws1 of the component W, and can acquire a temperature distribution image showing the temperature distribution of the surface Ws1 as data.
  • the measurement device 32 is a device that obtains from the infrared camera 31 a temperature distribution image obtained by imaging the surface Ws1 of the component W with the infrared camera 31, and determines whether or not there is an abnormality in the temperature distribution image.
  • the measuring device 32 is connected to the infrared camera 31 via a cable or the like.
  • a hump-like polyp or the like may occur in the cooling flow path Wp of the component W, and the polyp may block part or all of the one cooling flow path Wp.
  • Abnormality in the present embodiment means the starting point (starting point) of the disturbance of the temperature distribution in the temperature distribution image caused by this polyp. In other words, the abnormality in the temperature distribution image indicates the polyp generation location (occurrence position) in the cooling channel Wp.
  • the measuring device 32 has a temperature distribution acquisition section 32a, an abnormality determination section 32b, and a storage section 32c.
  • the temperature distribution acquisition unit 32 a acquires the temperature distribution image acquired by the infrared camera 31 .
  • the abnormality determination unit 32b determines whether or not there is an abnormality in the temperature distribution of the surface Ws1 of the component W based on the temperature distribution image acquired by the temperature distribution acquisition unit 32a.
  • the abnormality determination unit 32b compares, for example, a sample image representing an ideal temperature distribution on the surface Ws1 of the component W stored in advance in the storage unit 32c with the acquired temperature distribution image. Specifically, the abnormality determination unit 32b, for example, finds the difference between the temperature based on the radiance of each pixel of the temperature distribution image and the temperature based on the radiance of each pixel of the sample image. The abnormality determination unit 32b determines that there is an abnormality when the difference exceeds a predetermined threshold, and determines that there is an abnormality in the cooling flow path Wp corresponding to the pixel in the image that exceeds the threshold.
  • Part manufacturing method A method for manufacturing the component W in this embodiment will be described below. As shown in FIG. 5, the manufacturing method of the component W includes a manufacturing step S0 and a component W inspection method Si.
  • a component W having a cooling channel Wp inside is manufactured.
  • the component W is manufactured by additive manufacturing (AM) or the like using a 3D printer.
  • the inspection method Si for the component W includes a fluid supply step S1, a heating step S2, a measurement step S3, and a determination step S4.
  • the fluid F is supplied to the cooling flow path Wp formed inside the component W. Specifically, the fluid F continues to circulate through the cooling flow path Wp of the component W by driving the compressor 12 .
  • the surface Ws1 of the component W is heated after the fluid supply step S1. Specifically, by driving the heating lamp 21, the component W is irradiated with the irradiation light L, and the surface Ws1 of the component W is heated.
  • the temperature of the surface Ws1 of the component W heated in the heating step S2 is measured.
  • the infrared camera 31 acquires a temperature distribution image of the surface Ws1 of the component W
  • the measuring device 32 measures the temperature distribution of the surface Ws1 of the component W based on the temperature distribution image.
  • determination step S4 it is determined whether or not there is an abnormality in the cooling flow path Wp based on the temperature distribution image measured in measurement step S3. Specifically, the measuring device 32 uses the sample image to determine whether or not there is an abnormality in the temperature distribution image.
  • the component W that has been inspected for any abnormality in the cooling flow path Wp is manufactured.
  • the surface Ws1 of the heated component W is measured while the fluid F is being supplied to the cooling channel Wp.
  • the temperature of the surface Ws1 of the component W cooled by the fluid F can be measured. Therefore, if there is an abnormality in the cooling flow path Wp, the temperature abnormality on the surface Ws1 of the component W caused by the abnormality can be measured. can be discovered. Therefore, an abnormality in the cooling channel Wp formed inside the component W can be found.
  • the inspection method Si of the component W it is determined whether or not there is an abnormality in the cooling channel Wp based on the measured temperature of the surface Ws1 of the component W. There is no need to measure the temperature directly. That is, by measuring the temperature of the surface Ws1 of the component W, it is possible to indirectly determine whether or not there is an abnormality in the cooling channel Wp. Therefore, since a jig or the like is not used when inspecting the inside of the cooling channel Wp of the component W, it is possible to inspect whether or not there is an abnormality in the cooling channel Wp by a simple method.
  • the component W is a high-temperature component for a gas turbine, it is possible to obtain a high-temperature component for a gas turbine that ensures that there is no abnormality in the cooling flow path Wp. .
  • the surface Ws1 of the component W is heated using the irradiation light L of the heating lamp 21, and the temperature distribution of the surface Ws1 of the component W is measured using the infrared camera 31. measure.
  • the wavelength band to be detected by the infrared camera 31 is larger than the wavelength at which the spectral energy of the irradiation light L peaks. It is possible to suppress the direct influence of heat from the Therefore, when measuring the temperature of the surface Ws1 of the component W, it is possible to suppress deterioration in measurement accuracy.
  • the filter 22 cuts the wavelength of the wavelength band to be detected by the infrared camera 31 in the irradiation light L, so that the infrared camera 31 detects the influence of heat from the irradiation light L. It is possible to further suppress direct exposure to Therefore, when measuring the temperature of the surface Ws1 of the component W, it is possible to further suppress the deterioration of the measurement accuracy.
  • FIG. 6 is a hardware configuration diagram showing the configuration of the computer 1100 according to this embodiment.
  • Computer 1100 comprises processor 1110 , main memory 1120 , storage 1130 and interface 1140 .
  • the measuring device 32 described above is implemented in the computer 1100 .
  • the operation of each processing unit described above is stored in the storage 1130 in the form of a program.
  • the processor 1110 reads a program from the storage 1130, develops it in the main memory 1120, and executes the above processing according to the program.
  • the processor 1110 secures storage areas corresponding to the storage units 32c described above in the main memory 1120 according to the program.
  • the program may be for realizing part of the functions that the computer 1100 exhibits.
  • the program may function in combination with another program already stored in storage 1130 or in combination with another program installed in another device.
  • the computer 1100 may include a custom LSI (Large Scale Integrated Circuit) such as a PLD (Programmable Logic Device) in addition to or instead of the above configuration.
  • PLDs include PAL (Programmable Array Logic), GAL (Generic Array Logic), CPLD (Complex Programmable Logic Device), and FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • part or all of the functions implemented by processor 1110 may be implemented by the integrated circuit.
  • Examples of the storage 1130 include magnetic disks, magneto-optical disks, and semiconductor memories.
  • the storage 1130 may be an internal medium directly connected to the bus of the computer 1100, or an external medium connected to the computer 1100 via the interface 1140 or communication line.
  • the computer 1100 receiving the delivery may develop the program in the main memory 1120 and execute the above process.
  • storage 1130 is a non-transitory tangible storage medium.
  • the program may be for realizing part of the functions described above.
  • the program may be a so-called difference file (difference program) that implements the above-described functions in combination with another program already stored in the storage 1130 .
  • the manufacturing step S0 of the above embodiment may include a coating forming process in which a coating (coating agent) having higher radiation properties than the surface Ws1 of the component W is formed on the surface Ws1 of the component W.
  • a coating coating agent
  • a black paint or the like is employed as the film.
  • the heating lamp 21 of the heating unit 20 can effectively heat the surface Ws1 of the component W, so that the infrared camera 31 of the measuring unit 30 can acquire a clearer temperature distribution image.
  • the determination unit can more accurately determine whether or not there is an abnormality in the cooling flow path Wp.
  • the coating employed in the coating forming process does not have to be formed of black paint. That is, the color of the paint that is the material of the film is not limited.
  • the heating step S2 of heating the surface Ws1 of the component W is performed after the fluid supply step S1.
  • Fluid supply step S1 may be performed after step S2.
  • the measuring device 32 of the measuring unit 30 in the above embodiment may further include a temperature distribution display unit that displays the temperature distribution image acquired by the infrared camera 31 .
  • the temperature distribution image displayed by the temperature distribution display unit is visually compared with a limit sample or the like by the worker, and the worker determines whether or not there is an abnormality in the cooling channel Wp of the component W.
  • the component W is placed in the chamber 11 so that the surface Ws1 faces upward in the vertical direction Dv, but the configuration is not limited to this.
  • the component W may be fixed to the chamber 11 in a state in which the surface Ws1 is inclined with respect to the horizontal direction, or in a state in which it faces straight.
  • the filter 22 in the above embodiment does not have to be flat.
  • the filter 22 may be disc-shaped or the like.
  • the area of the first surface 22a and the second surface 22b of the filter 22 may be formed to have the same size as the area of the surface Ws1 of the component W. More preferably, the thickness of the filter 22 in the vertical direction Dv is 20 mm to 30 mm.
  • the part W in the above embodiment does not have to be formed by additive manufacturing (AM).
  • the part W may be formed, for example, by casting using a mold.
  • the cooling flow path Wp of the component W may be formed by electric discharge machining or the like.
  • the measurement device 32 in the above embodiment is connected to the infrared camera 31 via a cable or the like, the configuration is not limited to this, and the measurement device 32 and the infrared camera 31 are wirelessly connected. good too.
  • the abnormality determination unit 32b in the above embodiment obtains the difference between the temperature based on the radiance of each pixel of the temperature distribution image and the temperature based on the radiance of each pixel of the sample image, but is limited to this configuration. never.
  • the temperature distribution image and the sample image are each divided into a plurality of meshes (regions), and the abnormality determination unit 32b obtains the difference between the data obtained by statistical processing of the temperatures of each of the plurality of pixels of each mesh. You can make a comparison.
  • the abnormality determination unit 32b compares the data of mutually corresponding meshes in the temperature distribution image and the sample image. In this case, the abnormality determination unit 32b determines that there is an abnormality when the difference exceeds a predetermined threshold, and determines that there is an abnormality in the area of the cooling flow path Wp corresponding to the mesh in the image that exceeds the threshold. do it.
  • the part W may be a blade body of a stationary blade or a moving blade as a gas turbine blade.
  • the wing body has a wing-shaped cross section and has a cooling flow path Wp through which the fluid F can flow.
  • the surface Ws1 to be inspected is, for example, a positive pressure surface (abdominal side) as a concave curved surface connecting the leading edge and the trailing edge, or a negative pressure surface (backward side) as a convex curved surface.
  • the part W may be a shroud of a stationary blade or moving blade as a gas turbine blade.
  • the shroud has cooling passages Wp through which fluid F can flow.
  • the part W may be a platform of a moving blade, which is a gas turbine blade.
  • the platform has therein cooling channels Wp through which fluid F can flow. If the shroud or platform is the part W, the surface Ws1 to be inspected is, for example, the gas path surface.
  • the component W may be a heat insulating ring having a cooling channel Wp inside. Further, the component W may be a combustor transition piece having a cooling passage Wp therein.
  • the parts W are not limited to high-temperature parts for gas turbines that constitute the gas turbine.
  • the part W may be, for example, a high-temperature part for a rotating machine having a cooling passage Wp through which a cooling fluid F can flow, among the parts constituting another rotating machine such as a steam turbine or a compressor.
  • a method Si for inspecting a component W according to a first aspect includes a fluid supply step S1 of supplying a fluid F to a cooling channel Wp of a component W having a cooling channel Wp therein; It includes a heating step S2 of heating Ws1 and a measuring step S3 of measuring the temperature of the surface Ws1 of the component W heated by the heating step S2.
  • the temperature of the surface Ws1 of the component W cooled by the fluid F can be measured. Therefore, if there is an abnormality in the cooling flow path Wp, the temperature abnormality on the surface Ws1 of the component W caused by the abnormality can be measured. can be discovered.
  • a method Si for inspecting a component W according to a second aspect is the method Si for inspecting a component W according to (1), in which a A determination step S4 for determining whether or not there is an abnormality may be further included.
  • a component W inspection method Si according to a third aspect is the component W inspection method Si of (1) or (2), wherein the component W may be a high-temperature component for a rotary machine. .
  • a component W inspection method Si according to a fourth aspect may be the component W inspection method Si of (3), wherein the high-temperature component for a rotating machine may be a high-temperature component for a gas turbine.
  • a method Si for inspecting a component W according to a fifth aspect is the method Si for inspecting a component W according to any one of (1) to (4), wherein in the heating step S2, the irradiation of the heating lamp 21 is performed.
  • the light L may be used to heat the surface Ws1 of the component W, and the infrared camera 31 may be used to measure the temperature distribution of the surface Ws1 in the measurement step S3.
  • a component W inspection method Si according to the sixth aspect is the component W inspection method Si of (5), wherein the wavelength band to be detected by the infrared camera 31 is the wavelength band of the heating lamp 21.
  • the spectral energy of the irradiation light L may be greater than the wavelength at which the peak P occurs.
  • the infrared camera 31 can be prevented from being directly affected by heat from the irradiation light L.
  • a component W inspection method Si is the component W inspection method Si of (6), wherein in the heating step S2, the infrared rays in the irradiation light L of the heating lamp 21 are A filter 22 that cuts off wavelengths in the wavelength band to be detected by the camera 31 may be used.
  • the infrared camera 31 can be further suppressed from being directly affected by heat from the irradiation light L.
  • An inspection method Si for a component W according to an eighth aspect is the inspection method Si for a component W according to any one of (5) to (7), wherein the surface Ws1 of the component W includes the component A coating may be formed that is more emissive than said surface Ws1 of W.
  • the heating lamp 21 of the heating unit 20 can effectively heat the surface Ws1 of the component W, so that the infrared camera 31 of the measuring unit 30 can acquire a clearer temperature distribution image.
  • a method for manufacturing a component W according to a ninth aspect comprises a manufacturing step S0 of manufacturing a component W having a cooling channel Wp therein, and inspecting the component W manufactured in the manufacturing step S0 (1 ) to (8), and an inspection method Si for the component W.
  • a component W inspection apparatus 1 includes a fluid supply unit 10 that supplies a fluid F to a cooling channel Wp of a component W having a cooling channel Wp therein, and a surface of the component W
  • a heating unit 20 that heats Ws1 and a measurement unit 30 that measures the temperature of the surface Ws1 of the component W heated by the heating unit 20 are provided.

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Abstract

部品の検査方法は、内部に冷却流路を有する部品の該冷却流路に流体を供給する流体供給ステップと、前記部品の表面を加熱する加熱ステップと、前記加熱ステップによって加熱された前記部品の前記表面の温度を計測する計測ステップと、を含む。

Description

部品の検査方法、部品の製造方法、及び部品の検査装置
　本開示は、部品の検査方法、部品の製造方法、及び部品の検査装置に関する。
　本願は、２０２１年１１月１５日に日本に出願された特願２０２１－１８５７５５号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　例えば特許文献１には、タービン部品（以下、部品と称する）の表面に光パルスを照射することでこのタービン部品を加熱するとともに、加熱による温度応答から極表面の異常（欠陥）を発見することができる技術が開示されている。
特表２０２０－５１８８２７号公報
　ところで、特許文献１に記載の技術では、部品内部に形成された部品を冷却するための流体が流れる冷却流路に異常が有る場合、この異常を発見することが難しいという課題が有る。
　本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、部品内部に形成された冷却流路における異常を発見することができる部品の検査方法、部品の製造方法、及び部品の検査装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本開示に係る部品の検査方法は、内部に冷却流路を有する部品の該冷却流路に流体を供給する流体供給ステップと、前記部品の表面を加熱する加熱ステップと、前記加熱ステップによって加熱された前記部品の前記表面の温度を計測する計測ステップと、を含む。
　また、本開示に係る部品の製造方法は、内部に冷却流路を有する部品を製造する製造ステップと、前記製造ステップで製造された前記部品を検査する上記部品の検査方法と、を含む。
　また、本開示に係る部品の検査装置は、内部に冷却流路を有する部品の該冷却流路に流体を供給する流体供給部と、前記部品の表面を加熱する加熱部と、前記加熱部によって加熱された前記部品の前記表面の温度を計測する計測部と、を備える。
　本開示によれば、部品内部に形成された冷却流路における異常を発見することができる部品の検査方法、部品の製造方法、及び部品の検査装置を提供することができる。
本開示の実施形態に係る部品の検査装置の構成を示す模式図である。 本開示の実施形態に係る加熱用ランプが照射する照射光の波長と分光放射率（分光エネルギー）との関係を示すグラフである。 本開示の実施形態に係る計測装置の機能ブロック図である。 本開示の実施形態に係る部品の冷却流路に異常が有る場合の、部品の表面の温度分布を示すイメージ図である。 本開示の実施形態に係る部品の製造方法を示すフローチャートである。 本開示の実施形態に係るコンピュータのハードウェア構成図である。
　以下、本開示の実施形態に係る、部品の検査装置を図面に基づき説明する。
（検査装置）
　検査装置は、部品（供試体）に形成された該部品を冷却するための流体が流通する冷却流路に生じた異常を発見するための装置である。本実施形態における部品は、ガスタービンを構成するガスタービン用高温部品である。
　ガスタービン用高温部品としては、タービン翼（静翼や動翼）、分割環、及び遮熱環等を例示することができる。本実施形態では、ガスタービン用高温部品として分割環を一例に説明する。
　図１に示すように、検査装置１は、流体供給部１０と、加熱部２０と、計測部３０とを備えている。
（流体供給部）
　流体供給部１０は、部品Ｗの内部に形成された部品Ｗを冷却するための冷却流路Ｗｐに流体Ｆを供給する。本実施形態における流体Ｆには、例えば、空気が採用される。
　流体供給部１０は、チャンバ１１と、コンプレッサ１２と、供給ライン１３と、バルブ１４と、を有している。
（チャンバ）
　チャンバ１１は、部品Ｗに流体Ｆを供給するための処理室である。チャンバ１１には、部品Ｗが載置されるとともに、この部品Ｗが固定される。即ち、チャンバ１１は、部品Ｗを下方（上下方向Ｄｖの下方側）から支持している。チャンバ１１は、天井部分を有しない箱形形状を成している。即ち、チャンバ１１は、上方（上下方向Ｄｖの上方側）に向かって開口する開口部分を有している。
　本実施形態における上下方向Ｄｖ（図１における上下方向）は、重力方向に一致する方向である。上下方向Ｄｖの上方側を向くチャンバ１１の上記開口部分は、部品Ｗを支持する部品支持部１１ａとされている。この部品支持部１１ａに部品Ｗが載置されることで、チャンバ１１と部品Ｗとで空間が形成される。
　ここで、部品Ｗは、チャンバ１１に載置された際に上下方向Ｄｖの上方側を向くとともに、検査装置１の検査対象となる表面Ｗｓ１（検査面）と、該表面Ｗｓ１よりも上下方向Ｄｖの下方側に位置するとともに、チャンバ１１の部品支持部１１ａによって支持される非検査面Ｗｓ２と、を有している。表面Ｗｓ１と非検査面Ｗｓ２とは、部品Ｗの外殻を形成しており、非検査面Ｗｓ２は、表面Ｗｓ１に接続されている。
　部品Ｗの非検査面Ｗｓ２の一部がチャンバ１１の部品支持部１１ａに接触することで、部品Ｗの非検査面Ｗｓ２とチャンバ１１の内面とが、大気と気密に隔離された空間を形成している。本実施形態では、この空間を供給空間Ｒと称する。供給空間Ｒは、部品Ｗの冷却流路Ｗｐに検査用の流体Ｆを供給するために、該流体Ｆを陽圧（大気圧よりも高い気圧）の状態で一時的に貯留する空間である。
　チャンバ１１には、チャンバ１１の外側から内側に貫通する孔部１１ｂが形成されている。この孔部１１ｂを通じて、チャンバ１１の外部から検査用の流体Ｆが供給空間Ｒ内に導入される。
　ここで、部品Ｗは、冷却用の流体Ｆが流通可能な水平方向に延びる複数の冷却流路Ｗｐを内部に有している。本実施形態における複数の冷却流路Ｗｐは、水平方向で等間隔に並んでいる。冷却流路Ｗｐは、供給空間Ｒ内に開口する流体入口部Ｗｐ１と、流体入口部Ｗｐ１から流入した流体Ｆが流通する中間部Ｗｐ２と、大気に開口するとともに中間部Ｗｐ２を経た流体Ｆを大気へ放出可能な流体出口部Ｗｐ３と、を有している。
（コンプレッサ）
　コンプレッサ１２は、外部から吸入した流体Ｆを圧縮して該流体Ｆの圧力を所定の圧力まで高めるとともに、圧力が高まった流体Ｆをチャンバ１１内の供給空間Ｒ内に圧送する装置である。
（供給ライン）
　供給ライン１３は、チャンバ１１とコンプレッサ１２とを接続するとともに、内部を流体Ｆが流れる管である。検査用の流体Ｆは、この供給ライン１３を通じてコンプレッサ１２から供給空間Ｒ内に導入される。
（バルブ）
　バルブ１４は、コンプレッサ１２からチャンバ１１に向かって供給ライン１３内を流れる流体Ｆの圧力を調整するための弁体である。バルブ１４は、供給ライン１３の中途に設けられている。
　したがって、供給ライン１３を通じてコンプレッサ１２から供給空間Ｒ内に供給された流体Ｆは、部品Ｗにおける冷却流路Ｗｐの流体入口部Ｗｐ１を介して中間部Ｗｐ２に流入する。冷却流路Ｗｐの中間部Ｗｐ２に流入した流体Ｆは、中間部Ｗｐ２を流れて部品Ｗを冷却した後に流体出口部Ｗｐ３を介して大気へ放出される。
（加熱部）
　加熱部２０は、流体供給部１０のチャンバ１１に載置された部品Ｗの表面Ｗｓ１を加熱する。
　加熱部２０は、加熱用ランプ２１と、フィルタ２２と、を有している。
（加熱用ランプ）
　加熱用ランプ２１は、特定の分光分布を有する照射光Ｌを部品Ｗの表面Ｗｓ１に対して照射可能なハロゲンランプである。本実施形態における加熱用ランプ２１が照射する照射光Ｌの分光分布は、特定の波長（μｍ）で分光放射率（％）がピークになる性質を示す。図２に示すように、本実施形態における照射光Ｌは、１．０μｍ近傍の波長帯で分光放射率（分光エネルギー）のピークＰを有する。
　本実施形態における加熱用ランプ２１は、部品Ｗの表面Ｗｓ１よりも上下方向Ｄｖの上方側に配置されている。以下、加熱用ランプ２１が部品Ｗの表面Ｗｓ１に向かって照射する方向を「照射方向Ｄｉ」と称する。したがって、照射方向Ｄｉの一方側は、加熱用ランプ２１から部品Ｗの表面Ｗｓ１へ向かう方向であり、照射方向Ｄｉの他方側は、照射方向Ｄｉの一方側とは反対の側の部品Ｗの表面Ｗｓ１から加熱用ランプ２１へ向かう方向である。本実施形態における照射方向Ｄｉは、上下方向Ｄｖと一致している。
（フィルタ）
　フィルタ２２は、特定の波長帯の光を透過させない（カットする）石英ガラス（溶融石英）である。フィルタ２２は石英（ＳｉＯ２）によって形成されている。本実施形態におけるフィルタ２２は、加熱用ランプ２１が部品Ｗの表面Ｗｓ１に照射する照射光Ｌのうち、３．０μｍ以上の波長成分の照射光Ｌを透過させない性質を有する。
　フィルタ２２は、部品Ｗの表面Ｗｓ１を上下方向Ｄｖの上方側から覆うように部品Ｗの表面Ｗｓ１と加熱用ランプ２１との間に配置されている。即ち、フィルタ２２は、照射方向Ｄｉで加熱用ランプ２１と部品Ｗとの間に介在している。フィルタ２２は、平板状を成すとともに、上下方向Ｄｖの上方側（加熱用ランプ２１側）を向く第一面２２ａと、該第一面２２ａとは反対側の上下方向Ｄｖの下方側（部品Ｗ側）を向く第二面２２ｂと、を有している。
　フィルタ２２の第一面２２ａ及び第二面２２ｂの面積は、部品Ｗの表面Ｗｓ１の面積よりも大きく形成されている。フィルタ２２の上下方向Ｄｖにおける厚さは、１５ｍｍ～３０ｍｍとされている。これによって、フィルタ２２は、第一面２２ａから入射した照射光Ｌから上記波長帯の照射光成分のみをカットするとともに、第二面２２ｂから表面Ｗｓ１に上記波長帯の照射光成分をカットした照射光Ｌを出射することができる。
（計測部）
　計測部３０は、加熱部２０によって加熱された部品Ｗの表面Ｗｓ１の温度を計測する。
　計測部３０は、赤外線カメラ３１と、計測装置３２と、を有している。
（赤外線カメラ）
　赤外線カメラ３１は、特定の波長帯における光を撮像する。本実施形態における赤外線カメラ３１は、３．０μｍ～１７μｍの波長帯における光を受光して撮像（画像処理）することが可能である。したがって、本実施形態における赤外線カメラ３１の検出対象となる波長帯域は、加熱用ランプ２１の照射光Ｌにおける分光エネルギーがピークとなる波長よりも大きい。
　赤外線カメラ３１は、部品Ｗの表面Ｗｓ１を画角内（撮像範囲内）に収めることができるように配置されている。したがって、赤外線カメラ３１は、部品Ｗの表面Ｗｓ１から発せられる赤外線（光）を受光することで、表面Ｗｓ１の温度分布を示す温度分布画像をデータとして取得することができる。
（計測装置）
　計測装置３２は、赤外線カメラ３１が部品Ｗの表面Ｗｓ１を撮像することで取得した温度分布画像を赤外線カメラ３１から取得するとともに当該温度分布画像に異常が有るか否かを判定する装置である。計測装置３２は、赤外線カメラ３１とケーブル等を介して接続されている。
　ここで、部品Ｗの冷却流路Ｗｐ内でこぶ状のポリープ等が発生してしまい、該ポリープによって一の冷却流路Ｗｐの一部又は全部が閉塞されてしまうことがある。本実施形態における異常とは、このポリープによって引き起こされる温度分布画像中の温度分布の乱れの基点（始点）を意味している。言い換えれば、温度分布画像における異常は、冷却流路Ｗｐ中のポリープの発生箇所（発生位置）を示している。
　図３に示すように、計測装置３２は、温度分布取得部３２ａと、異常判定部３２ｂと、記憶部３２ｃと、を有している。
　温度分布取得部３２ａは、赤外線カメラ３１が取得した温度分布画像を取得する。
　異常判定部３２ｂは、温度分布取得部３２ａが取得した温度分布画像に基づいて、部品Ｗの表面Ｗｓ１の温度分布に異常が有るか否かを判定する。
　異常判定部３２ｂは、例えば、記憶部３２ｃが予め記憶している部品Ｗの表面Ｗｓ１における理想的な温度分布を示すサンプル画像と、取得された温度分布画像と、を比較する。具体的には、異常判定部３２ｂは、例えば、温度分布画像の各画素における放射輝度に基づく温度と、サンプル画像の各画素における放射輝度に基づく温度との差分をとる。異常判定部３２ｂは、当該差分が所定の閾値を超えた場合に異常が有ると判定し、画像中の閾値を超えた画素に対応する冷却流路Ｗｐに異常が有ると判定する。
　ここで、例えば図４に示すように、部品Ｗ内部における冷却流路Ｗｐに異常が有る場合、温度分布画像中における特定の箇所Ａを基点に不自然（不規則）な温度分布が生じる。この場合、温度分布画像中の特定の箇所Ａにおける温度と、サンプル画像中の特定の箇所Ａに対応する箇所における温度との差分は、所定の閾値を超える。
（部品の製造方法）
　以下、本実施形態における部品Ｗの製造方法について説明する。
　図５に示すように、部品Ｗの製造方法は、製造ステップＳ０と、部品Ｗの検査方法Ｓｉと、を含んでいる。
（製造ステップ）
　製造ステップＳ０では、内部に冷却流路Ｗｐを有する部品Ｗが製造される。具体的には、部品Ｗは、３Ｄプリンタによる積層造形（ＡＭ；Additive Manufacturing）等で製造される。
（部品の検査方法）
　部品Ｗの検査方法Ｓｉは、流体供給ステップＳ１と、加熱ステップＳ２と、計測ステップＳ３と、判定ステップＳ４と、を含んでいる。
　流体供給ステップＳ１では、部品Ｗの内部に形成された冷却流路Ｗｐに流体Ｆが供給される。具体的には、コンプレッサ１２が駆動されることで、流体Ｆが部品Ｗの冷却流路Ｗｐを流通し続ける。
　加熱ステップＳ２では、流体供給ステップＳ１の後に部品Ｗの表面Ｗｓ１が加熱される。具体的には、加熱用ランプ２１が駆動されることで、部品Ｗに照射光Ｌが照射されて部品Ｗの表面Ｗｓ１が加熱される。
　計測ステップＳ３では、加熱ステップＳ２によって加熱された部品Ｗの表面Ｗｓ１の温度が計測される。具体的には、赤外線カメラ３１が部品Ｗの表面Ｗｓ１の温度分布画像を取得し、計測装置３２が当該温度分布画像に基づいて部品Ｗの表面Ｗｓ１の温度分布を計測する。
　判定ステップＳ４では、計測ステップＳ３で計測した温度分布画像に基づいて、冷却流路Ｗｐに異常が有るか否かが判定される。具体的には、計測装置３２がサンプル画像を用いて温度分布画像に異常が有るか否かを判定する。
　上記ステップを経ることで、冷却流路Ｗｐ内に異常が有るか否かの検査が完了した部品Ｗが製造される。
（作用効果）
　上記実施形態に係る部品Ｗの検査方法Ｓｉでは、冷却流路Ｗｐに流体Ｆを供給しつつ、加熱された部品Ｗの表面Ｗｓ１を計測する。これにより、流体Ｆによって冷却された部品Ｗの表面Ｗｓ１の温度を計測することができるため、冷却流路Ｗｐ内に異常が有る場合、該異常に伴って生じる部品Ｗの表面Ｗｓ１における温度の異常を発見することができる。したがって、部品Ｗ内部に形成された冷却流路Ｗｐにおける異常を発見することができる。
　また、上記実施形態に係る部品Ｗの検査方法Ｓｉでは、計測した部品Ｗの表面Ｗｓ１の温度に基づいて、冷却流路Ｗｐに異常が有るか否かを判定するため、冷却流路Ｗｐ内の温度を直接計測する必要が無い。即ち、冷却流路Ｗｐ内における異常が有るか否かを部品Ｗの表面Ｗｓ１の温度を計測することで間接的に判定することができる。したがって、部品Ｗの冷却流路Ｗｐ内を検査する際に治具等を使用しないため、簡易な方法で冷却流路Ｗｐ内に異常が有るか否かの検査をすることができる。
　また、上記実施形態に係る部品Ｗの検査方法Ｓｉでは、部品Ｗがガスタービン用高温部品であるため、冷却流路Ｗｐに異常が無いことが担保されたガスタービン用高温部品を得ることができる。
　また、上記実施形態に係る部品Ｗの検査方法Ｓｉでは、加熱用ランプ２１の照射光Ｌを用いて部品Ｗの表面Ｗｓ１を加熱し、赤外線カメラ３１を用いて部品Ｗの表面Ｗｓ１の温度分布を計測する。これにより、具体的な構成で上記作用効果を奏することができる。
　また、上記実施形態に係る部品Ｗの検査方法Ｓｉでは、赤外線カメラ３１の検出対象となる波長帯域が、照射光Ｌにおける分光エネルギーがピークとなる波長よりも大きいため、赤外線カメラ３１が照射光Ｌから熱の影響を直接受けることを抑制することができる。したがって、部品Ｗの表面Ｗｓ１の温度を計測する際に計測の精度が劣化してしまうことを抑制することができる。
　また、上記実施形態に係る部品Ｗの検査方法Ｓｉでは、フィルタ２２が照射光Ｌにおける赤外線カメラ３１の検出対象となる波長帯域の波長をカットするため、赤外線カメラ３１が照射光Ｌから熱の影響を直接受けることをより抑制することができる。したがって、部品Ｗの表面Ｗｓ１の温度を計測する際に計測の精度が劣化してしまうことをより抑制することができる。
［その他の実施形態］
　以上、本開示の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成は実施形態の構成に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内での構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本開示は実施形態によって限定されることはなく、請求の範囲によってのみ限定される。
　なお、図６は、本実施形態に係るコンピュータ１１００の構成を示すハードウェア構成図である。
　コンピュータ１１００は、プロセッサ１１１０、メインメモリ１１２０、ストレージ１１３０、インターフェース１１４０を備える。
　上述の計測装置３２は、コンピュータ１１００に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ１１３０に記憶されている。プロセッサ１１１０は、プログラムをストレージ１１３０から読み出してメインメモリ１１２０に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、プロセッサ１１１０は、プログラムに従って、上述した各記憶部３２ｃに対応する記憶領域をメインメモリ１１２０に確保する。
　プログラムは、コンピュータ１１００に発揮させる機能の一部を実現するためのものであってもよい。例えば、プログラムは、ストレージ１１３０に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせ、又は他の装置に実装された他のプログラムとの組み合わせによって機能を発揮させるものであってもよい。また、コンピュータ１１００は、上記構成に加えて、又は上記構成に代えてＰＬＤ（Programmable Logic Device）などのカスタムＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）を備えてもよい。ＰＬＤの例としては、ＰＡＬ(Programmable Array Logic)、ＧＡＬ(Generic Array Logic)、ＣＰＬＤ(Complex Programmable Logic Device)、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）が挙げられる。この場合、プロセッサ１１１０によって実現される機能の一部又は全部が当該集積回路によって実現されてよい。
　ストレージ１１３０の例としては、磁気ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ１１３０は、コンピュータ１１００のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インターフェース１１４０又は通信回線を介してコンピュータ１１００に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ１１００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ１１００が当該プログラムをメインメモリ１１２０に展開し、上記処理を実行してもよい。上記実施形態では、ストレージ１１３０は、一時的でない有形の記憶媒体である。
　また、当該プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、当該プログラムは、前述した機能をストレージ１１３０に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
　また、上記実施形態の製造ステップＳ０は、部品Ｗの表面Ｗｓ１に、該表面Ｗｓ１よりも放射特性が高い被膜（コーティング剤）が形成される被膜形成プロセスを含んでもよい。具体的には、被膜形成プロセスでは、黒色塗料等が被膜として採用される。
　これにより、加熱部２０の加熱用ランプ２１が部品Ｗの表面Ｗｓ１を効果的に加熱することができるため、計測部３０の赤外線カメラ３１がより鮮明な温度分布画像を取得することができる。
　したがって、冷却流路Ｗｐに異常が有るか否かを、判定部がより高精度に判定することができる。なお、上記被膜形成プロセスで採用される被膜は、黒色塗料で形成されていなくてもよい。即ち、被膜の材料となる塗料の色が限定されることはない。
　また、上記実施形態の部品Ｗの検査方法Ｓｉでは、流体供給ステップＳ１の後に部品Ｗの表面Ｗｓ１が加熱される加熱ステップＳ２が実行されているが、この順番に限定されることはなく、加熱ステップＳ２の後に流体供給ステップＳ１が実行されてもよい。
　また、上記実施形態における計測部３０の計測装置３２は、赤外線カメラ３１が取得した温度分布画像を表示する温度分布表示部を更に含んでもよい。この際、例えば、温度分布表示部が表示した温度分布画像と、限度見本等との比較が作業者の目視によってなされ、作業者によって部品Ｗの冷却流路Ｗｐに異常が有るか否かが判定されてもよい。
　また、上記実施形態では、表面Ｗｓ１が上下方向Ｄｖの上方側に向かうように部品Ｗがチャンバ１１に載置されているが、この構成に限定されることはない。例えば、表面Ｗｓ１が水平方向に対して傾斜する状態や、真横を向く状態で部品Ｗがチャンバ１１に固定されてもよい。
　また、上記実施形態におけるフィルタ２２は、平板状に形成されていなくてもよい。フィルタ２２は、円盤状等を成してもよい。また、フィルタ２２の第一面２２ａ及び第二面２２ｂの面積は、部品Ｗの表面Ｗｓ１の面積と同じ大きさに形成されてもよい。また、フィルタ２２の上下方向Ｄｖにおける厚さは、２０ｍｍ～３０ｍｍに形成されることがより好ましい。
　また、上記実施形態における部品Ｗは、積層造形（ＡＭ）で形成されていなくてもよい。部品Ｗは、例えば、金型を用いた鋳造等で形成されてもよい。また、部品Ｗの冷却流路Ｗｐは、放電加工等によって形成されてもよい。
　また、上記実施形態における計測装置３２は、赤外線カメラ３１とケーブル等を介して接続されているが、この構成に限定されることはなく、計測装置３２と赤外線カメラ３１とは、無線接続されてもよい。
　また、上記実施形態における異常判定部３２ｂは、温度分布画像の各画素における放射輝度に基づく温度と、サンプル画像の各画素における放射輝度に基づく温度との差分をとるが、この構成に限定されることはない。
　温度分布画像及びサンプル画像がそれぞれ複数のメッシュ（領域）に分割されて、異常判定部３２ｂが、各メッシュが有する複数の画素それぞれの温度に対する統計処理等により得られたデータ同士の差分等をとる比較をしてもよい。
　その際、異常判定部３２ｂは、温度分布画像及びサンプル画像における相互に対応するメッシュ同士のデータを比較する。この場合、異常判定部３２ｂは、当該差分が所定の閾値を超えた場合に異常が有ると判定し、画像中の閾値を超えたメッシュに対応する冷却流路Ｗｐの領域に異常が有ると判定すればよい。
　また、実施形態では、部品として内部に冷却流路Ｗｐを有する分割環を一例に説明したが、分割環に限定されることはない。
　部品Ｗは、ガスタービン翼としての静翼又は動翼が有する翼体であってもよい。翼体は、断面が翼型を成すとともに、流体Ｆが流通可能な冷却流路Ｗｐを内部に有する。検査対象となる表面Ｗｓ１は、例えば、前縁と後縁とを接続する凹曲面としての正圧面（腹側面）、又は凸曲面としての負圧面（背側面）となる。
　また、部品Ｗは、ガスタービン翼としての静翼又は動翼が有するシュラウドであってもよい。シュラウドは、流体Ｆが流通可能な冷却通路Ｗｐを内部に有する。また、部品Ｗは、ガスタービン翼である動翼が有するプラットフォームであってもよい。プラットフォームは、流体Ｆが流通可能な冷却流路Ｗｐを内部に有する。シュラウド又はプラットフォームが部品Ｗとなる場合、検査対象となる表面Ｗｓ１は、例えば、ガスパス面となる。
　また、部品Ｗは、内部に冷却流路Ｗｐを有する遮熱環であってもよい。
　また、部品Ｗは、内部に冷却流路Ｗｐを有する燃焼器用尾筒であってもよい。
　また、部品Ｗは、ガスタービンを構成するガスタービン用高温部品に限定されることはない。部品Ｗは、例えば、蒸気タービンや圧縮機等の他の回転機械を構成する部品のうち、冷却用の流体Ｆが流通可能な冷却通路Ｗｐを内部に有する回転機械用高温部品であればよい。
［付記］
　実施形態に記載の部品の検査方法、部品の製造方法、及び部品の検査装置は、例えば以下のように把握される。
（１）第１の態様に係る部品Ｗの検査方法Ｓｉは、内部に冷却流路Ｗｐを有する部品Ｗの該冷却流路Ｗｐに流体Ｆを供給する流体供給ステップＳ１と、前記部品Ｗの表面Ｗｓ１を加熱する加熱ステップＳ２と、前記加熱ステップＳ２によって加熱された前記部品Ｗの前記表面Ｗｓ１の温度を計測する計測ステップＳ３と、を含む。
　これにより、流体Ｆによって冷却された部品Ｗの表面Ｗｓ１の温度を計測することができるため、冷却流路Ｗｐ内に異常が有る場合、該異常に伴って生じる部品Ｗの表面Ｗｓ１における温度の異常を発見することができる。
（２）第２の態様に係る部品Ｗの検査方法Ｓｉは、（１）の部品Ｗの検査方法Ｓｉであって、前記計測ステップＳ３で計測した前記温度に基づいて、前記冷却流路Ｗｐに異常が有るか否かを判定する判定ステップＳ４を更に含んでもよい。
　これにより、冷却流路Ｗｐ内の温度を直接計測する必要が無い。即ち、冷却流路Ｗｐ内における異常が有るか否かを部品Ｗの表面Ｗｓ１の温度を計測することで間接的に判定することができる。
（３）第３の態様に係る部品Ｗの検査方法Ｓｉは、（１）又は（２）の部品Ｗの検査方法Ｓｉであって、前記部品Ｗは、回転機械用高温部品であってもよい。
　これにより、冷却流路Ｗｐに異常が無いことが担保された回転機械用高温部品を得ることができる。
（４）第４の態様に係る部品Ｗの検査方法Ｓｉは、（３）の部品Ｗの検査方法Ｓｉであって、前記回転機械用高温部品は、ガスタービン用高温部品であってもよい。
　これにより、冷却流路Ｗｐに異常が無いことが担保されたガスタービン用高温部品を得ることができる。
（５）第５の態様に係る部品Ｗの検査方法Ｓｉは、（１）から（４）の何れかの部品Ｗの検査方法Ｓｉであって、前記加熱ステップＳ２では、加熱用ランプ２１の照射光Ｌを用いて前記部品Ｗの前記表面Ｗｓ１を加熱し、前記計測ステップＳ３では、赤外線カメラ３１を用いて前記表面Ｗｓ１の温度分布を計測してもよい。
　これにより、具体的な構成で上記作用効果を奏することができる。
（６）第６の態様に係る部品Ｗの検査方法Ｓｉは、（５）の部品Ｗの検査方法Ｓｉであって、前記赤外線カメラ３１の検出対象となる波長帯域が、前記加熱用ランプ２１の前記照射光Ｌにおける分光エネルギーがピークＰとなる波長よりも大きくてもよい。
　これにより、赤外線カメラ３１が照射光Ｌから熱の影響を直接受けることを抑制することができる。
（７）第７の態様に係る部品Ｗの検査方法Ｓｉは、（６）の部品Ｗの検査方法Ｓｉであって、前記加熱ステップＳ２では、前記加熱用ランプ２１の前記照射光Ｌにおける前記赤外線カメラ３１の前記検出対象となる波長帯域の波長をカットするフィルタ２２を用いてもよい。
　これにより、赤外線カメラ３１が照射光Ｌから熱の影響を直接受けることをより抑制することができる。
（８）第８の態様に係る部品Ｗの検査方法Ｓｉは、（５）から（７）の何れかの部品Ｗの検査方法Ｓｉであって、前記部品Ｗの前記表面Ｗｓ１には、前記部品Ｗの前記表面Ｗｓ１よりも放射特性が高い被膜が形成されてもよい。
　これにより、加熱部２０の加熱用ランプ２１が部品Ｗの表面Ｗｓ１を効果的に加熱することができるため、計測部３０の赤外線カメラ３１がより鮮明な温度分布画像を取得することができる。
（９）第９の態様に係る部品Ｗの製造方法は、内部に冷却流路Ｗｐを有する部品Ｗを製造する製造ステップＳ０と、前記製造ステップＳ０で製造された前記部品Ｗを検査する（１）から（８）の何れかの部品Ｗの検査方法Ｓｉと、を含む。
（１０）第１０の態様に係る部品Ｗの検査装置１は、内部に冷却流路Ｗｐを有する部品Ｗの該冷却流路Ｗｐに流体Ｆを供給する流体供給部１０と、前記部品Ｗの表面Ｗｓ１を加熱する加熱部２０と、前記加熱部２０によって加熱された前記部品Ｗの前記表面Ｗｓ１の温度を計測する計測部３０と、を備える。
　本開示によれば、部品内部に形成された冷却流路における異常を発見することができる部品の検査方法、部品の製造方法、及び部品の検査装置を提供することができる。
１…検査装置　１０…流体供給部　１１…チャンバ　１１ａ…部品支持部　１１ｂ…孔部　１２…コンプレッサ　１３…供給ライン　１４…バルブ　２０…加熱部　２１…加熱用ランプ　２２…フィルタ　２２ａ…第一面　２２ｂ…第二面　３０…計測部　３１…赤外線カメラ　３２…計測装置　３２ａ…温度分布取得部　３２ｂ…異常判定部　３２ｃ…記憶部　１１００…コンピュータ　１１１０…プロセッサ　１１２０…メインメモリ　１１３０…ストレージ　１１４０…インターフェース　Ａ…特定の箇所　Ｄｉ…照射方向　Ｄｖ…上下方向　Ｆ…流体　Ｌ…照射光　Ｐ…ピーク　Ｒ…供給空間　Ｓ０…製造ステップ　Ｓ１…流体供給ステップ　Ｓ２…加熱ステップ　Ｓ３…計測ステップ　Ｓ４…判定ステップ　Ｓｉ…検査方法　Ｗ…部品　Ｗｐ…冷却流路　Ｗｐ１…流体入口部　Ｗｐ２…中間部　Ｗｐ３…流体出口部　Ｗｓ１…表面　Ｗｓ２…非検査面

Claims (10)

  1. 　内部に冷却流路を有する部品の該冷却流路に流体を供給する流体供給ステップと、
    　前記部品の表面を加熱する加熱ステップと、
    　前記加熱ステップによって加熱された前記部品の前記表面の温度を計測する計測ステップと、
    を含む部品の検査方法。
  2. 　前記計測ステップで計測した前記温度に基づいて、前記冷却流路に異常が有るか否かを判定する判定ステップを更に含む請求項１に記載の部品の検査方法。
  3. 　前記部品は、回転機械用高温部品である請求項１又は２に記載の部品の検査方法。
  4. 　前記回転機械用高温部品は、ガスタービン用高温部品である請求項３に記載の部品の検査方法。
  5. 　前記加熱ステップでは、加熱用ランプの照射光を用いて前記部品の前記表面を加熱し、
    　前記計測ステップでは、赤外線カメラを用いて前記表面の温度分布を計測する請求項１又は２に記載の部品の検査方法。
  6. 　前記赤外線カメラの検出対象となる波長帯域が、前記加熱用ランプの前記照射光における分光エネルギーがピークとなる波長よりも大きい請求項５に記載の部品の検査方法。
  7. 　前記加熱ステップでは、前記加熱用ランプの前記照射光における前記赤外線カメラの前記検出対象となる波長帯域の波長をカットするフィルタを用いる請求項６に記載の部品の検査方法。
  8. 　前記部品の前記表面には、前記部品の前記表面よりも放射特性が高い被膜が形成されている請求項５に記載の部品の検査方法。
  9. 　内部に冷却流路を有する部品を製造する製造ステップと、
    　前記製造ステップで製造された前記部品を検査する請求項１又は２に記載の部品の検査方法と、
    を含む部品の製造方法。
  10. 　内部に冷却流路を有する部品の該冷却流路に流体を供給する流体供給部と、
    　前記部品の表面を加熱する加熱部と、
    　前記加熱部によって加熱された前記部品の前記表面の温度を計測する計測部と、
    を備える部品の検査装置。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6189506A (ja) * 1984-09-20 1986-05-07 ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ 冷却孔検査法
US5111046A (en) * 1991-03-18 1992-05-05 General Electric Company Apparatus and method for inspecting cooling holes
JP2000035371A (ja) * 1998-07-16 2000-02-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ミスト検出装置
DE102009039224A1 (de) * 2009-08-28 2011-03-03 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von verstopften Bohrungen in einem Bauteil
US20130026365A1 (en) * 2010-04-23 2013-01-31 Ronny Jahnke Testing system for examining turbine blades
JP2013535000A (ja) * 2010-03-17 2013-09-09 サーマル・ウェーブ・イメージング、インク 内部連絡通路封鎖のサーモグラフィ検知
JP2013545003A (ja) * 2010-09-20 2013-12-19 セラメックス エルティーディー フィルタの状態の検査のための方法および装置
US20140267694A1 (en) * 2013-03-12 2014-09-18 Rolls-Royce Corporation Nondestructive testing of a component

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6189506A (ja) * 1984-09-20 1986-05-07 ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ 冷却孔検査法
US5111046A (en) * 1991-03-18 1992-05-05 General Electric Company Apparatus and method for inspecting cooling holes
JP2000035371A (ja) * 1998-07-16 2000-02-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ミスト検出装置
DE102009039224A1 (de) * 2009-08-28 2011-03-03 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von verstopften Bohrungen in einem Bauteil
JP2013535000A (ja) * 2010-03-17 2013-09-09 サーマル・ウェーブ・イメージング、インク 内部連絡通路封鎖のサーモグラフィ検知
US20130026365A1 (en) * 2010-04-23 2013-01-31 Ronny Jahnke Testing system for examining turbine blades
JP2013545003A (ja) * 2010-09-20 2013-12-19 セラメックス エルティーディー フィルタの状態の検査のための方法および装置
US20140267694A1 (en) * 2013-03-12 2014-09-18 Rolls-Royce Corporation Nondestructive testing of a component

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
INAGAKI TERUMI: "Temperature/heat transfer measurement and non-destructive diagnosis by thermography.", J. HTSJ. HEAT TRANSFER., vol. 54, no. 228, 1 July 2015 (2015-07-01), pages 21 - 26, XP093065818 *
NAKAMURA HAJIME: "Temperature measurement by infrared thermography and its application to convective heat transfer measurement", J. HTSJ. HEAT TRANSFER, vol. 54, no. 228, 1 July 2015 (2015-07-01), pages 47 - 54, XP093065828 *
YOSHIDA TOYOAKI, KIRNIO SAKATA, FUJIO MIMURA AND SHIGEMI SHINDO: "Surface Temperature Measurements with Infrared Camera", FLOW VISUALIZATION, vol. 2, no. 5, 1 April 1982 (1982-04-01), pages 382 - 390, XP093065815 *

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