[发明专利]试样片采取方法、叶片的温度推定方法

说明书

技术领域

本发明涉及从在表面上设有层的部件中采取试样片的试样片采取方 法，本发明特别涉及从用于燃气涡轮的叶片的表面采取试样片的试样片采 取方法和叶片的温度推定方法。

背景技术

众所周知，为了提高部件的耐热性，在基材的表面上实施隔热涂层， 比如，在燃气涡轮中，在构成涡轮的活动叶片、固定叶片的表面上实施隔 热涂层(Thermal Barrier Coating)。

通过隔热涂层，形成于部件表面上的部件(以下称为“隔热涂层)一 般由称为顶面涂层的最外层，与将称为粘合涂层的与顶面涂层及基材接合 的层的2个层构成。在燃气涡轮用的隔热涂层的情况下，在顶面涂层采用 低导热性的陶瓷，在粘合涂层采用耐氧化性优良的合金。

如果这样的隔热涂层还长期处于高温状态，则在粘合涂层中的与顶面 涂层接触的一侧，产生接受来自顶面涂层的热量而氧化的氧化物 (Thermally Grown Oxide，以下称为氧化皮层)。氧化皮层产生于与顶面 涂层接触的部分，伴随热负荷的增加，其体积膨胀。如果氧化皮层膨胀， 使厚度增加，则产生氧化皮层将顶面涂层上推，在顶面涂层中产生开裂等 情况，根据情况不同，存在顶面涂层与基材和粘合涂层剥离的问题。

为了事先察觉到在这样的隔热涂层中产生的剥离，要求评价隔热涂层 的损伤的程度，即性能变差状态的方法，在下述的专利文献1中记载的技 术中，通过使球体碰撞等的，对隔热涂层施加冲击力的方式，将隔热涂层 破坏，根据剥离等的破坏的状况，把握隔热涂层的性能变差状态。

专利文献1：日本特开2002-277383号文献

但是，对于专利文献1中记载的技术，由于对隔热涂层施加较强的冲 击力，将隔热涂层的组织破坏，故不适合于以光学方式观察隔热涂层，把 握性能变差状态的场合。

另外，氧化皮层为即使厚，仍是极薄的，而为20μm值的层，由于不 为单纯的组分的氧化物，故也难以通过非破坏的方式，准确地把握隔热涂 层的氧化皮层的状态。

特别是，在评价设置于燃气涡轮用的叶片上的叶片的隔热涂层的变差 性能状态的情况下，实施切断叶片等的处理，将隔热涂层和部件一起破坏。 由此，每当进行隔热涂层的评价时，必须代替已破坏的部件，而设置新的 部件。

发明内容

本发明是针对上述情况而提出的，本发明的目的在于提供一种尽可能 地不损伤部件而可从部件的表面采取试样片的试样片采取方法以及一种 不将叶片破坏而可推定燃气涡轮用的叶片的温度的叶片的温度推定方法。

为了实现上述目的，本发明的试样片采取方法为从在表面上设有层的 部件中采取试样片的试样片采取方法，其特征在于，包括：切口形成步骤， 从表面沿厚度方向输送具有筒状刀刃的筒状刀具并进行切削，从而形成筒 状的切口；试样片切取步骤，从筒状的切口朝向内侧进行切削，从而切取 构成在切口的内侧的试样片。

在本发明的试样片采取方法中，可包括在形成筒状的切口之后，以向 外侧扩大切口的方式切削部件的切口扩大步骤，试样片切取步骤可将具有 圆盘状刀刃的旋转刀具插入筒状的切口内并进行切削。

在本发明的试样片采取方法中，部件可为燃气涡轮用的叶片，叶片为 在基材上设有隔热涂层的层地构成表面，在切口形成步骤中，筒状刀具被 输送直至其与基材接触，在试样片切取步骤中，旋转刀具可切削基材。

在本发明的试样片采取方法中，在切口形成步骤中，可局部重复形成 多个筒状的切口。

本发明的叶片的温度推定方法也可是采用通过上述试样片采取方法 获得的试样片，推定在基材上依次形成有粘合涂层和顶面涂层的叶片的温 度的方法，其中，根据与叶片相同组份的供试体，计算叶片的氧化皮层的 厚度与温度、时间的关系，然后利用该关系，根据由实际设备获得的试样 片的氧化皮层的厚度推定叶片的金属温度。

另外，本发明的叶片的温度推定方法也可是采用通过上述试样片采取 方法获得的试样片，推定在基材上形成有作为陶瓷层的顶面涂层的叶片的 温度的方法，其中，根据所获得的试样片，通过X射线衍射法测定在顶面 涂层生成的单斜晶的量，并根据该单斜晶的量推定顶面涂层的表面温度。