(57)【要約】      （修正有）【課題】遮熱コーティングの連続使用に関連するリスクを定性化するように遮熱コーティング内の表面下欠陥のサイズ及び箇所を決定するための非破壊的な方法を提供する。【解決手段】多層コーティング内の表面下欠陥に関連するユーザビリティリスクを定性化するためのシステムは、多層コーティングを有する構成要素と、多層コーティングの赤外線画像１０４を取り込むための赤外線検出デバイス１０２と、該赤外線検出デバイス１０２と電子的に連絡した処理ユニット１０６であって赤外線画像１０４に基づいて多層コーティングの表面下欠陥マップ１１６を作成する処理ユニット１０６と、を含む。本システムはさらに、構成要素のリスクマップを含む。【選択図】図２
2014202476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層コーティング内の表面下欠陥に関連するユーザビリティリスクを定性化するためのシステムであって、
ａ．多層コーティングを有する構成要素と、
ｂ．多層コーティングの赤外線画像を取り込むための赤外線検出デバイスと、
ｃ．赤外線検出デバイスと電子的に連絡した処理ユニットであって、赤外線画像に基づいて多層コーティングの表面下欠陥マップを作成する処理ユニットと、
ｄ．構成要素のリスクマップと、
を備えるシステム。
【請求項２】
前記多層コーティングは遮熱コーティングを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
表面下欠陥マップがリスクマップの上に重ね合されているグラフィック表示を提供するオーバレイマップをさらに備える請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記処理ユニットは遮熱コーティングに関する適否レポートを作成している、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記構成要素が燃焼ライナーまたは移行ダクトのうちの一方である、請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
熱エネルギーを遮熱コーティングに転送するための熱エネルギー源をさらに備える請求項２に記載のシステム。
【請求項７】
前記遮熱コーティングは高温気体経路構成要素上に配置させたボンドコートと該ボンドコートを覆う断熱コートとを含んでおり、前記表面下欠陥マップは該ボンドコートと断熱コートの間にある表面下欠陥のサイズまたは箇所の少なくとも一方を特定している、請求項２に記載のシステム。
【請求項８】
前記処理ユニットは、適否レポートを作成するために表面下欠陥のサイズまたは箇所の少なくとも一方を許容可能検査限界と比較している、請求項２に記載のシステム。
【請求項９】
前記許容可能検査限界は、部品履歴、以前の表面下欠陥マップ、高温気体構成要素の動作環境、以前の目視検査データ、顧客提供の限界要件、遮熱コーティング寿命曲線、母材金属組成、経験的損傷情報、応力−歪みレベルまたはクリープレベルのうちの少なくとも１つに基づいている、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
遮熱コーティング内の表面下欠陥に関連するユーザビリティリスクを定性化するためのシステムであって、
ａ．遮熱コーティングを有する高温気体経路構成要素と、
ｂ．熱エネルギー源と、
ｃ．遮熱コーティングの赤外線画像を取り込むための赤外線検出デバイスと、
ｄ．赤外線検出デバイスと電子的に連絡した処理ユニットであって、赤外線画像に基づいて遮熱コーティングの表面下欠陥マップを作成している処理ユニットと、
ｅ．高温気体経路構成要素のリスクマップと、
ｆ．表面下欠陥マップ及びリスクマップから成るオーバレイマップと、
を備えるシステム。
【請求項１１】
前記オーバレイマップは、表面下欠陥マップがリスクマップの上に重ね合されているグラフィック表示を提供している、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記処理ユニットは、適否レポートを作成するために表面下欠陥のサイズまたは箇所の少なくとも一方を許容可能検査限界と比較している、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記遮熱コーティングは高温気体経路構成要素上に配置させたボンドコートと該ボンドコートを覆う断熱コートとを含んでおり、前記表面下欠陥マップは該ボンドコートと断熱コートの間にある表面下欠陥のサイズまたは箇所の少なくとも一方を特定している、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
処理ユニットに提供される許容可能検査限界であって、部品履歴、以前の表面下欠陥マップ、高温気体構成要素の動作環境、以前の目視検査データ、顧客提供の限界要件、遮熱コーティング寿命曲線、母材金属組成、経験的損傷情報、応力−歪みレベルまたはクリープレベルのうちの少なくとも１つに基づいている許容可能検査限界をさらに備える請求項１０に記載のシステム。
【請求項１５】
高温気体経路構成要素のうちの遮熱コーティングによって少なくとも部分的に覆われた表面全体にわたって赤外線検出デバイスを並進させるために赤外線検出デバイスに結合させた作動可能機構をさらに備える請求項１０に記載のシステム。
【請求項１６】
遮熱コーティング内の表面下欠陥に関連するユーザビリティリスクを定性化するための方法であって、
ａ．遮熱コーティングの表面下欠陥マップを作成する工程と、
ｂ．高温気体構成要素のリスクマップを作成する工程と、
ｃ．表面下欠陥のリスクレベルを決定するためにリスクマップの上に表面下欠陥マップを重ね合わせる工程と、
ｄ．表面下欠陥を許容可能検査限界と比較する工程と、
ｅ．許容可能検査限界との比較に基づいて遮熱コーティングの連続使用に関連するユーザビリティリスクを定性化する工程と、
を含む方法。
【請求項１７】
リスクレベル及び許容可能検査限界に基づいて適否レポートを作成する工程をさらに含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
表面下欠陥マップを作成する前記工程、リスクマップを作成する前記工程、リスクマップの上に表面下欠陥マップを重ね合わせる前記工程及び表面下欠陥を許容可能検査限界と比較する前記工程は、処理ユニットを用いて実行されている、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
表面下欠陥を許容可能検査限界と比較する前記工程は、部品履歴、以前の表面下欠陥マップ、高温気体構成要素の動作環境、以前の目視検査データ、顧客提供の限界要件、遮熱コーティング寿命曲線、遮熱コーティング組成、母材金属組成、経験的損傷情報、応力−歪みレベルまたはクリープレベルのうちの少なくとも１つを処理ユニットに入力する工程を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
表面下欠陥マップを作成する前記工程は、
ａ．遮熱コーティングと高温気体経路構成要素の少なくとも一方に熱エネルギーを転送する工程と、
ｂ．赤外線撮像デバイスを用いて遮熱コーティングの複数の経時的赤外線画像を取り込む工程と、
ｃ．赤外線画像を処理ユニットに転送する工程と、
を含んでいる、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多層コーティング内の表面下欠陥に関連するユーザビリティリスクを定性化するためのシステム及び方法に関する。具体的には本発明は、赤外線テクノロジーを用いて遮熱コーティングなどの多層コーティング内の表面下欠陥のサイズ及び箇所を判定し多層コーティングの使用継続に関連するユーザビリティリスクを定性化することに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンの燃焼区画は一般に、圧縮器排出ケーシングなどの外側ケーシングの周りに環状のアレイの形に配列させた複数の燃焼器を含む。加圧した空気は圧縮器から圧縮器排出ケーシングまで流れると共に、各燃焼器に至るようにルート設定されている。各燃焼器内でこの加圧空気と燃料ノズルからの燃料が混合され、燃焼器の主燃焼ゾーン内に燃焼性の混合物が形成される。この燃焼性混合物は、高い圧力及び高い速度を有する高温の燃焼ガスを生成するように燃やされる。この燃焼ガスは、環状の燃焼ライナー及び／または環状の移行ダクトによって少なくとも部分的に画定された高温気体経路を通ってガスタービンのタービン入口に向けてルート設定されている。この高温気体経路は、タービン中を延びると共にタービンの出口の位置で終わっている。
【０００３】
ガスタービンエンジン内の動作温度の上昇に対して一定した需要があるため、燃焼ライナー、移行ダクト及び／またはタービンノズルなどの様々な高温気体経路構成要素やタービンブレードに適用可能なセラミックなどの様々なコーティング材料を開発し、これによりこれらの構成要素を燃焼ガス内に包含される熱から隔絶させ、これらの構成要素の寿命を延ばすことが必要とされている。これらのコーティングは当技術分野において遮熱コーティング（ＴＢＣ）として知られている。
【０００４】
遮熱コーティングは典型的には、約１〜３Ｗ／（ｍ）（Ｋ）など熱伝導率が低い耐火材料または断熱材料から成る少なくとも１つの層を備える。このコーティング材料は、熱またはプラズマスプレイ処理や物理蒸着処理など周知の被着技法のうちの１つによって施されることがある。典型的には、遮熱コーティングは複数の層になるように施される。具体的な用途では、ライナーまたは移行ダクトの内側すなわち高温側表面にボンドコートが施される。このボンドコートによって、下にある合金に対する付着が良好でありかつ合金の酸化に対する保護となるような層が提供される。次いでボンドコートを覆うように耐火コートまたは断熱コートが施される。幾つかの遮熱コーティングはまた、ボンドコートを覆うように施された中間層すなわちインターレイヤを含むことがある。このインターレイヤによって、最終の断熱コートに対する付着を改善させることができる。
【０００５】
ボンドコートに対して断熱コートを確実に付着させるために製造中に大きな注意を払っていても、熱サイクリングのために最終的に層間剥離（ｄｅｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）や脱結合（ｄｉｓｂｏｎｄｉｎｇ）として知られるような遮熱コーティング内の表面下欠陥に繋がる。層間剥離になると、下にある合金が最終的にライナー及び／または移行ダクトの耐久性に影響を及ぼすことがある極温度に曝されるような破砕（ｓｐａｌｌａｔｉｏｎ）に繋がるのが一般的である。このためガスタービンの定期的メンテナンスや計画的停止の間に、遮熱コーティングについて表面下欠陥の有無を検査しなければならない。典型的にはその一部で目下の多くの検査処理の限界のために、事前決定の検査サイクル数経過後に遮熱コーティングは剥がされて交換される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３／００２６３６５号明細書
【発明の概要】
【０００７】
遮熱コーティングの除去及び被着は、高温気体経路構成要素の検査に要する時間を大幅に増加させると共に、検査／修復の全体コストに大きく関与する。したがって、遮熱コーティングの連続使用に関連するリスクを定性化するように遮熱コーティング内の表面下欠陥のサイズ及び箇所を決定するための非破壊的な方法を提供することが必要である。
【０００８】
本発明の態様及び利点については、以下の説明で以下に示しており、またこの説明から明白とし得るか本発明の実施を通じて了解され得よう。
【０００９】
本発明の一実施形態は、多層コーティング内の表面下欠陥に関連するユーザビリティリスクを定性化するためのシステムである。本システムは、多層コーティングを有する構成要素と、多層コーティングの赤外線画像を取り込むための赤外線検出デバイスと、該赤外線検出デバイスと電子的に連絡した処理ユニットであって赤外線画像に基づいて多層コーティングの表面下欠陥マップを作成する処理ユニットと、を含む。本システムはさらに、構成要素のリスクマップを含む。
【００１０】
本発明の別の実施形態は、高温気体経路構成要素の遮熱コーティング内の表面下欠陥に関連するユーザビリティリスクを定性化するためのシステムである。本システムは、遮熱コーティングを有する高温気体経路構成要素と、熱エネルギー源と、遮熱コーティングの赤外線画像を取り込むための赤外線検出デバイスと、該赤外線検出デバイスと電子的に連絡した処理ユニットと、を含む。この処理ユニットは、赤外線画像に基づいて遮熱コーティングの表面下欠陥マップを作成するように構成されている。本システムはさらに、高温気体経路構成要素のリスクマップと、表面下欠陥マップ及びリスクマップから成るオーバレイマップと、を含む。
【００１１】
本発明はさらに、高温気体経路構成要素の遮熱コーティング内の表面下欠陥に関連するユーザビリティリスクを定性化するための方法を含み得る。本方法は、遮熱コーティングの表面下欠陥マップを作成する工程と、高温気体構成要素のリスクマップを作成する工程と、表面下欠陥のリスクレベルを決定するためにリスクマップの上に表面下欠陥マップを重ね合わせる工程と、を含む。本方法はさらに、表面下欠陥を許容可能検査限界と比較する工程と、該許容可能検査限界との比較に基づいて遮熱コーティングの連続使用に関連するユーザビリティリスクを定性化する工程と、を含む。
【００１２】
本明細書の検討により当業者には、これらの実施形態の特徴及び態様その他の理解が深まろう。
【００１３】
本発明に関する完全かつ有効な開示（当業者に対するその最適モードを含む）について添付の図面の参照を含む本明細書の残りの部分でさらに具体的に提示することにする。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本開示の趣旨域内にある典型的な遮熱コーティングの横側断面図である。
【図２】本開示の一実施形態による遮熱コーティング内の表面下欠陥に関連するユーザビリティリスクを定性化するためのシステムの概要図である。
【図３】本開示の１つまたは複数の実施形態内に組み込み得るような燃焼ライナーの斜視図である。
【図４】本開示の一実施形態による図３に示したような燃焼ライナーの例示的なリスクマップの図である。
【図５】本開示の１つまたは複数の実施形態内に組み込み得るような移行ダクトの斜視図である。
【図６】本開示の一実施形態による図５に示したような移行ダクトの例示的なリスクマップの図である。
【図７】本開示の一実施形態による図４に示したようなリスクマップを含む例示的なオーバレイマップの図である。
【図８】本開示の一実施形態による図６に示したようなリスクマップを含む例示的なオーバレイマップの図である。
【図９】本開示の一実施形態による方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
添付の図面にその１つまたは複数の例を図示している本発明の提示した実施形態についてここで詳細に参照することにする。この詳細な説明では、これらの図面内のフィーチャに言及するために数字及び文字による呼称を用いている。本発明の同じまたは同様の部品に言及する際に、図面及び説明内で同じまたは同様の呼称を用いている。本明細書で使用する場合に「半径方向に」という用語は具体的なある構成要素の軸方向中心線と実質的に直交する相対的方向を意味しており、また「軸方向に」という用語は具体的なある構成要素の軸方向中心線と実質的に平行な相対的方向を意味している。
【００１６】
各例は本発明の説明のために提供したものであり、本発明の制限のためではない。実際に、本発明においてその趣旨や精神を逸脱することなく修正及び変形が可能であることは当業者には明らかであろう。例えば、一実施形態の一部として図示または説明したフィーチャを別の実施形態上で使用してまた別の実施形態を生み出すことができる。したがって本発明はこうした修正及び変形を、添付の特許請求の範囲及びその等価物の趣旨の域内にあるものとして包含するように意図している。本発明の例示的実施形態について例証を目的として全体としてガスタービンの燃焼ライナー及び／または移行ダクト上に配置させる遮熱コーティングのコンテキストで説明することにするが、当業者であれば本発明の実施形態が燃焼ガスと接触する遮熱コーティングなどの多層熱コーティングを有するあらゆる構成要素に適用し得ることを容易に理解されよう。
【００１７】
ここで図面全体を通じて同じ要素を同一の番号で示している図面を参照すると、図１は本明細書において「ＴＢＣ１０」と呼ぶ遮熱コーティング１０などの典型的な多層コーティングの横側断面図を示している。図１に示したようにＴＢＣ１０は、燃焼ライナーや移行ダクトなどガスタービンの高温気体経路構成要素１４の母材金属１２上に配置されることがある。本発明では多層コーティングを遮熱コーティング（ＴＢＣ）として説明するが、本明細書に記載した発明は任意の多層コーティングに適用し得ることは当業者には明白であろう。図１に示したようにＴＢＣ１０は複数の層として設けられるのが一般的である。母材金属１２に対して第１の層またはボンドコート１６が直接施される。ボンドコート１６の上に第２の層または断熱コート１８が配置される。典型的なボンドコート１６は、母材金属１２に対する付着に適したニッケルやコバルトなどの金属材料から構成される。典型的な断熱コート１８は、ガスタービンの通常動作温度において安定を維持しながら低い熱伝導率を有するとして当技術分野で周知のイットリア安定化ジルコニアから構成される。
【００１８】
高温気体経路構成要素１４がガスタービンの始動及びシャットダウン時などに様々な熱的な過渡状態を繰り返すと、断熱コート１８にボンドコート１４からの脱結合または層間剥離を生じ、これによりＴＢＣ１０内に表面下欠陥２０が発生する傾向がある。表面下欠陥２０があると断熱コート１８の破砕が生じ、これによりＴＢＣ１０の有効性を減じること、かつ／または高温気体経路構成要素１４の耐久性を制限することに繋がることがある。表面下欠陥２０は一般に、高温気体経路構成要素１４から断熱コーティング２０を剥がさずに検出することは困難である。
【００１９】
図２は、その内部に表面下欠陥２０を伴うＴＢＣ１０の連続使用に関連するユーザビリティリスクを定性化するためのシステム１００（本明細書において「システム１００」と呼ぶ）の斜視図を示している。本明細書で使用する場合に用語「ユーザビリティリスク」は、高温気体構成要素１４に対する損傷及び／または高温気体構成要素１４の不良に繋がることがあるようなＴＢＣ１０の破砕及び／または不良に関連するリスクを含む。図示したようにシステム１００は、遮熱コーティング１０の赤外線画像１０４を処理ユニット１０６に提供するために赤外線検出デバイス１０２を含む。処理ユニット１０６は、赤外線検出デバイス１０２と電子的に連絡している。一実施形態ではその赤外線検出デバイス１０２は、高温気体経路構成要素１４の複数の箇所にわたってＴＢＣ１０の複数の赤外線画像１０４を取り込むために軸方向、半径方向または接線方向のうちの少なくとも１つの方向で赤外線検出デバイス１０２を操縦しているロボットアームなどの作動可能機構１０８に結合させている。
【００２０】
一実施形態ではそのシステム１００は、ＴＢＣ１０及び／または高温気体経路構成要素１４に対して熱エネルギーを転送するためのフラッシュランプやレーザーなどの熱エネルギー源１１０を含む。システム１００はさらに、赤外線画像１０４及び／またはその他の情報を表示するために処理ユニット１０６と電子的に接続させたＣＲＴ、ＬＣＤまたはプラズマモニタなどのディスプレイ１１２を含むことがある。具体的な実施形態ではそのシステム１００はさらに、検査中に高温気体経路構成要素１４を支持するための取付具１１４を含む。
【００２１】
赤外線検出デバイス１０２は、ＴＢＣ１０の赤外線画像１０４の取り込み並びに赤外線画像１０４の処理ユニット１０６への電子的転送が可能な赤外線カメラなどの任意の撮像デバイスを含むことがある。処理ユニット１０６は、赤外線画像１０４の処理並びに断熱コート１８を取り外さない表面下欠陥２０の検出を処理ユニット１０６に対して可能にさせるハードウェア回路及びソフトウェアを備える。例えば処理ユニット１０６は、高温気体経路構成要素１４上において表面下欠陥２０の存在並びに長さ、幅及び箇所を決定するために様々な赤外線波長及び／または時間に対する赤外線波長の変化を計測するために赤外線画像１０４を解析するように構成かつ／またはプログラムされることがある。具体的な実施形態ではその処理ユニット１０６は、高温気体構成要素１４に関する連続２次元（２Ｄ）表面下欠陥マップ１１６を作成するために複数の赤外線画像１０４を一体に繋ぎ合わせるように構成かつ／またはプログラムされている。表面下欠陥マップ１１６は、当該高温気体経路構成要素１４の２Ｄ画像上で表面下欠陥２０の箇所及びサイズを提供する。処理ユニット１０６が、マイクロプロセッサ、プログラマブル論理制御装置、論理モジュール、その他などある範囲の回路種別を含み得ることは当業者であれば理解されよう。
【００２２】
図３は、本開示の趣旨域内に組み込み得るような例示的な高温気体経路構成要素１４の斜視図を示している。図示したように、高温気体経路構成要素１４は環状の燃焼ライナー２００を含むことがある。燃焼ライナー２００は一般に、前方部分２０２と、該前方部分２０２から下流側にある燃焼部分２０４と、該燃焼部分２０４から下流側に延びる気体経路部分２０６と、該気体経路部分２０６から下流側にある後方部分２０８と、該気体経路部分２０６と後方端部部分２０８の間を延びる溶接ライン部分２１０と、を含む。燃焼ライナー２００の内表面２１２は、燃焼ライナー２００の母材金属を高温の燃焼ガスから保護するためにＴＢＣ１０で覆われている。燃焼部分２０４はさらに、燃焼ライナー２００内に火花点火器、火炎伝播管、炎検知器などの構成要素を挿入するために様々な開口部２１４を含むことがある。
【００２３】
具体的な実施形態では図４に示したように、システム１００はさらにリスクマップ２１６を含む。リスクマップ２１６は、周知の表面下欠陥２０を伴うＴＢＣ１０の連続使用に関連する高リスク２１８、中リスク２２０及び低リスク２２２の領域を特定している高温気体経路構成要素１４の２次元（２Ｄ）マップである。リスクマップ２１６は、処理ユニット１０６が作成した表面下欠陥マップ１１６（図２）と連携して用いられるプリントアウト画像から成ることがある。表面下欠陥マップ１１６は、リスクマップ２１６上でその箇所が与えられたときに欠陥２０の箇所並びに欠陥２０に関連するリスクレベルを決定するためにリスクマップ２１６の上に位置決めされることがある。
【００２４】
一実施形態ではその処理ユニット１０６は、当該の高温気体経路構成要素１４の２次元（２Ｄ）リスクマップを作成するように構成かつ／またはプログラムされている。例えば図４は、本発明の一実施形態による図３に示したような燃焼ライナー２００の例示的なリスクマップ２１６を示している。具体的な実施形態ではその処理ユニット１０６は、応力−歪みデータ、クリープ（ｃｒｅｅｐ）データ、熱的／機械的疲労データ、温度プロフィールデータ、ＴＢＣの熱的／機械的特性、母材金属の熱的／機械的特性または当該の高温気体経路構成要素１４のボンドコート特性（これらのうちのいずれかまたは全部は当該の高温気体構成要素１４に関する現地レポート及び／または検査レポートなどの経験的データ、手計算及び／または当該の高温気体経路構成要素１４の有限要素分析に基づくことができる）のうちの少なくとも１つに基づいてリスクマップ２１６を作成するように構成かつ／またはプログラムされている。
【００２５】
図示のようにリスクマップ２１６は、当該の高温気体経路構成要素１４上の箇所に関して高リスク２１８、中リスク２２０及び低リスク２２２の領域を特定している。このリスクレベルは一般に、ＴＢＣ１０の不良や不全状態に由来する高温気体経路構成要素１２の母材金属に対する熱的／機械的損傷の受けやすさに基づく。例えば図４に示したように、燃焼ライナー２００上の高リスク領域２１８は燃焼部分２０４の位置及び溶接ライン２１０の位置で特定され、中リスク領域２２０は高温気体部分２０６の位置で特定され、また低リスク領域２２２は燃焼ライナー２００の前方部分及び後方部分２０２、２０８の位置で特定される。
【００２６】
別の実施形態では、高温気体経路構成要素１４は移行ダクトを含むことがある。図５は本発明の一実施形態によるガスタービンの例示的な移行ダクト３００の斜視図を示しており、また図６は一実施形態による移行ダクト３００の対応する例示的なリスクマップ３０２を示している。図５に示したように移行ダクト３００は一般に、前方部分３０４と、移行ダクトをガスタービンに装着させる領域に対応する装着部分３０６と、概して円錐形の部分３０８と、移行ダクト３００のうち非円形の断面まで移行ダクトが移行する部分に対応する移行部分３１０と、を含む。移行ダクト３００は完全な円錐形や円形でないためリスクマップ３０２は、さらにボトム部分３１２と、トップ部分３１４と、移行ダクト３００の相対する１対の側壁部分３１６と、を表すように分割されることがある。
【００２７】
例えば図６に示したように、リスクマップ３０２はボトム部分３１２に沿った円錐部分３０８の位置並びにボトム部分３１２に沿いかつ移行ダクト３００の相対する１対の側面部分３１６に沿った移行部分３１０の位置に高リスク領域３１８を特定することがある。中リスク領域３２０は、ボトム部分３１２に沿った装着部分３０６の位置並びに移行ダクト３００のトップ部分３１４に沿った移行部分３１０の位置に特定される。低リスク領域３２２は、前方端部部分３０４の位置、トップ部分及び相対する１対の側面部分３１４、３１６に沿った装着部分３０６の位置、並びにトップ部分及び相対する１対の側面部分３１４、３１６に沿った円錐部分３０８の位置に特定される。
【００２８】
図７及び８に示したように処理ユニット１０６は、図７及び８に示したようにリスクマップ２１６、３０２の上に表面下欠陥マップ１１６をグラフ的に重ね合わせるオーバレイマップ４００を作成するように構成かつ／またはプログラムされることがある。オーバレイマップ４００は、表面下欠陥２０の画像のズームイン、表面下欠陥２０の寸法及び／または高温気体経路構成要素１４上における表面下欠陥２０の箇所寸法を提供することがある。
【００２９】
燃焼ライナー２００や移行ダクト３００などの高温気体経路構成要素１４の検査中に、高温気体経路構成要素１４は取付具１１４に対して確保される。ＴＢＣ１０に対して及び／または高温気体構成要素１４に対して熱エネルギー源１１０を用いて熱エネルギーを付与することがある。赤外線検出デバイス１０２は、熱エネルギーがＴＢＣ１０から消費される際にある時間間隔にわたってＴＢＣ１０の赤外線画像１０４を取り込む。ＴＢＣ１０を有する高温気体経路構成要素１４の任意の部分の赤外線画像１０４を取り込むために、作動可能機構１０８を用いて赤外線撮像デバイス１０２を並進させることがある。
【００３０】
処理ユニット１０６は、断熱コート１８を取り除かずにＴＢＣ１０内の表面下欠陥２０を検出するように設計されたハードウェア及び／またはソフトウェアを用いて赤外線画像１０４を解析する。処理ユニット１０６は次いで、赤外線画像１０４を一体に繋ぎ合わせ高温気体経路構成要素１４の表面下欠陥マップ１１６を作成することがある。処理ユニット１０６及び／または技術者は、高温気体経路構成要素１４上で表面下欠陥２０が高リスク箇所２１８、３１８、中リスク箇所２２０、３２０または低リスク箇所２２２、３２２のいずれの範囲に来るかを決定するためにリスクマップ２１６、３０２の上に表面下欠陥マップ１１６を重ね合わせることによってオーバレイマップ４００を作成することがある。例えば図７に示したように、ある表面下欠陥２０は燃焼部分２０４の内部で特定され、また別の表面下欠陥は燃焼ライナー２００の高温気体部分２０６の内部で特定されている。図８に示したような別の例では、ある表面下欠陥２０は相対する１対の側面部分３１６のうちの一方に沿った移行部分３１０の内部で特定され、また第２の表面下欠陥２０は相対する側面部分３１６のうちの一方に沿った円錐部分３０８の内部で特定されている。
【００３１】
処理ユニット１０６は、当該の高温気体経路構成要素１４に関して処理ユニット１０６に入力されたかつ及び／または処理ユニット１０６内に保存されている１つまたは複数の許容可能検査限界に対してその表面下欠陥２０のサイズ及び／または箇所を比較するように構成かつ／またはプログラムされている。この許容可能検査限界は、部品履歴、以前の表面下欠陥マップ、高温気体構成要素１４の動作環境、処理ユニット１０６内に入力されている以前の目視検査データ、顧客提供の限界要件、ＴＢＣ寿命曲線、ＴＢＣ組成、母材金属組成、経験的損傷情報、ボンドコート組成及び／または計算済みまたは経験的な応力−歪みレベル並びにクリープレベルのうちの１つまたは幾つかに基づくことがある。処理ユニット１０６は、高温気体経路構成要素１４に関する適否レポートすなわちゴー／ノーゴー報告を作成するために許容可能検査限界に対して表面下欠陥２０を比較するように構成かつ／またはプログラムされている。
【００３２】
本明細書に記載したようなまた図２〜８に示したようなシステム１００の様々な実施形態は、燃焼ライナー２００及び／または移行ダクト３００などの高温気体経路構成要素１４上に配置させたＴＢＣ１０内の表面下欠陥２０に関連するユーザビリティリスクを定性化するための方法６００を提供している。図９に示したように方法６００は工程６０２において、高温気体経路構成要素１４上に配置されたＴＢＣ１０の表面下欠陥マップ１１６を作成する工程を含む。工程６０２は、赤外線検出デバイス１０２及び処理ユニット１０６を用いて実行されることがある。工程６０２はさらに、ＴＢＣ１０または高温気体経路構成要素１４のうちの少なくとも１つに熱エネルギーや超音波エネルギーなどのエネルギーを転送する工程と、赤外線撮像デバイス１０２を用いてＴＢＣ１０の複数の経時的赤外線画像１０４を取り込む工程と、この赤外線画像１０４を処理ユニット１０６に転送する工程と、連続表面下欠陥マップ１１６を提供するためにこれら複数の赤外線画像１０４を一体に繋ぎ合わせる工程と、を含むことがある。工程６０４において方法６００は、高温気体構成要素１４のリスクマップ２１６、３０２を作成する工程を含む。リスクマップ２１６、３０２は、処理ユニット１０６を用いて作成されることがあり、またリスクマップ２１６、３０２はプリントアウト画像として提供されることがある。工程６０４はさらに、応力−歪みデータ、クリープデータ、熱疲労データ、機械的疲労データ、温度プロフィールデータまたは高温気体経路構成要素の母材金属特性のうちの少なくとも１つを処理ユニット１０６に入力する工程を含むことがある。
【００３３】
６０６において方法６００は、リスクマップ２１６、３０２上の表面下欠陥２０の箇所に基づいて表面下欠陥２０のリスクレベルを決定するためにリスクマップ２１６、３０２の上に表面下欠陥マップ１１６を重ね合わせる工程を含む。工程６０６もまた、処理ユニット１０６を用いて実行されることがある。
【００３４】
工程６０８において方法６００はさらに、リスクマップ２１６、３０２上の表面下欠陥２０の箇所において規定される許容可能検査限界に対してその表面下欠陥２０を比較する工程を含む。工程６０８は、処理ユニット１０６を用いて実行されることがある。工程６０８はさらに、部品履歴、以前の表面下欠陥マップ、高温気体構成要素の動作環境、以前の目視検査データ、顧客提供の限界要件、遮熱コーティング寿命曲線、遮熱コーティング組成、母材金属組成、経験的損傷情報、応力−歪みレベルまたはクリープレベルのうちの少なくとも１つを処理ユニット１０６内に入力する工程を含むことがある。
【００３５】
工程６１０において方法６００は、遮熱コーティングの連続使用に関連するユーザビリティリスクを定性化する工程を含む。工程６１０は、表面下欠陥マップ１１６内に包含される情報、リスクマップ２１６、３０２及び／または検査限界を用いて実行されることがある。工程６１０は、処理ユニット１０６を用いて実行されることがある。工程６１０は、検査限界に基づいて処理ユニットを用いて適否レポートを作成する工程を含むことがある。方法６００はさらに、作動可能機構１０８を用いてＴＢＣ１０の複数の赤外線画像１０４を取り込むようにかつ処理ユニット１０６を用いて複数の赤外線画像１０４を繋ぎ合わせて連続表面下欠陥マップ１１６を形成するように赤外線撮像デバイス１０２を並進させる工程を含むことがある。
【００３６】
この記載では、本発明（最適の形態を含む）を開示するため、並びに当業者による任意のデバイスやシステムの製作と使用及び組み込んだ任意の方法の実行を含む本発明の実施を可能にするために例を使用している。本発明の特許性のある範囲は本特許請求の範囲によって規定していると共に、当業者により行われる別の例を含むことができる。こうした別の例は、本特許請求の範囲の文字表記と異ならない構造要素を含む場合や、本特許請求の範囲の文字表記と実質的に差がない等価的な構造要素を含む場合があるが、本特許請求の範囲の域内にあるように意図したものである。
【符号の説明】
【００３７】
１０  遮熱コーティング
１２  母材金属
１４  高温気体経路構成要素
１６  ボンドコート
１８  断熱コート
２０  表面下欠陥
１００  システム
１０２  赤外線検出デバイス
１０４  赤外線画像
１０６  処理ユニット
１０８  作動可能機構
１１０  熱エネルギー源
１１２  ディスプレイ
１１４  取付具
１１６  表面欠陥マップ
２００  燃焼ライナー
２０２  前方部分
２０４  燃焼部分
２０６  高温気体経路部分
２０８  後方部分
２１０  溶接ライン部分
２１２  内表面
２１４  開口部
２１６  リスクマップ
２１８  高リスク
２２０  中リスク
２２２  低リスク
３００  移行ダクト
３０２  リスクマップ
３０４  前方部分
３０６  装着部分
３０８  円錐部分
３１０  移行部分
３１２  ボトム部分
３１４  トップ部分
３１６  側壁
３１８  高リスク
３２０  中リスク
３２２  低リスク
４００  オーバレイマップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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