JIS H 7851:2015 遮熱コーティングの温度傾斜場での熱サイクル試験方法

                                                                                   H 7851 : 2015

pdf 目 次

ページ

•  序文・・・・[1]
•  1 適用範囲・・・・[1]
•  2 引用規格・・・・[1]
•  3 用語及び定義・・・・[2]
•  4 原理・・・・[3]
•  5 試験片及びジグ・・・・[3]
•  5.1 試験片・・・・[3]
•  5.2 円柱形ジグ・・・・[4]
•  6 試験装置・・・・[4]
•  6.1 試験装置の構成・・・・[4]
•  6.2 試験部・・・・[5]
•  6.3 加熱装置・・・・[5]
•  6.4 冷却装置・・・・[5]
•  6.5 制御・監視装置・・・・[6]
•  6.6 計測装置・・・・[6]
•  6.7 チャンバー・・・・[6]
•  7 試験手順・・・・[6]
•  8 計算・・・・[7]
•  9 評価・・・・[8]
•  9.1 遮熱性能の評価・・・・[8]
•  9.2 耐久性の評価・・・・[8]
•  10 報告・・・・[8]
•  附属書A(規定)裏面温度の算出法・・・・[10]
•  附属書JA(参考)耐久性だけを評価する場合・・・・[11]
•  附属書JB(参考)JISと対応国際規格との対比表・・・・[13]

(pdf 一覧ページ番号 1)

――――― [JIS H 7851 pdf 1] ―――――

H 7851 : 2015

まえがき

  この規格は,工業標準化法第14条によって準用する第12条第1項の規定に基づき,一般財団法人大阪
科学技術センター付属ニューマテリアルセンター(OSTEC)及び一般財団法人日本規格協会(JSA)から,
工業標準原案を具して日本工業規格(日本産業規格)を改正すべきとの申出があり,日本工業標準調査会の審議を経て,経
済産業大臣が改正した日本工業規格(日本産業規格)である。
  これによって,JIS H 7851:2005は改正され,この規格に置き換えられた。
  この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。
  この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願又は実用新案権に抵触する可能性があることに注意
を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許権,出願公開後の特許出願及び実
用新案権に関わる確認について,責任はもたない。

(pdf 一覧ページ番号 2)

――――― [JIS H 7851 pdf 2] ―――――

                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                              H 7851 : 2015

遮熱コーティングの温度傾斜場での熱サイクル試験方法

Test method of cyclic heating for thermal-barrier coatings under temperature gradient

序文

  この規格は,2011年に第1版として発行されたISO 13123を基とし,技術的内容を変更して作成した日
本工業規格である。
  なお,この規格で側線又は点線の下線を施してある箇所は,対応国際規格を変更している事項である。
変更の一覧表にその説明を付けて,附属書JBに示す。

1 適用範囲

  この規格は,発電用ガスタービン,航空機エンジンなどに用いる燃焼器,動翼,静翼などの高温部材に
施す遮熱コーティングについて,その遮熱性及び耐久性を評価する温度傾斜場1)での熱サイクル試験方法
について規定する。
  なお,この規格は傾斜機能材料の遮熱性及び耐久性の評価試験に適用できる。
    注記 この規格の対応国際規格及びその対応の程度を表す記号を,次に示す。
          ISO 13123:2011,Metallic and other inorganic coatings−Test method of cyclic heating for
              thermal-barrier coatings under temperature gradient(MOD)
            なお,対応の程度を表す記号“MOD”は,ISO/IEC Guide 21-1に基づき,“修正している”
          ことを示す。
    注1)   IS H 8451で規定する等温度場での熱サイクル試験方法とは異なり,試験片の表面を加熱し,
          裏面を冷却することによって,意図的に温度傾斜を付与した実環境に近い温度場をいう。

2 引用規格

  次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。これらの
引用規格は,その最新版(追補を含む。)を適用する。
    JIS B 7502 マイクロメータ
    JIS B 7507 ノギス
    JIS C 1602 熱電対
      注記 対応国際規格 : IEC 60584-1:1995,Thermocouples−Part 1: Reference tables及びIEC
             60584-2:1982,Thermocouples. Part 2: Tolerances(全体評価 : MOD)
    JIS C 1612 放射温度計の性能試験方法通則
    JIS H 8200 溶射用語

――――― [JIS H 7851 pdf 3] ―――――

2
H 7851 : 2015
    JIS H 8401 溶射皮膜の厚さ試験方法
    JIS H 8451 遮熱コーティングの耐はく離性試験方法

3 用語及び定義

  この規格で用いる主な用語及び定義は,次によるほか,JIS H 8200及びJIS H 8451による。
3.1
遮熱コーティング,TBC(thermal barrier coatings)
  燃焼ガスによって,高温部材を構成する基材の温度上昇を抑制するために施すコーティング。高温部材
を構成する基材の表面に施すボンドコートと,高融点かつ低熱伝導率のセラミックスを被覆したトップコ
ートとからなる(図1参照)。
                                       図1−TBCの断面
3.2
表面温度(top coat surface temperature)
  燃焼ガスなどで加熱されるTBCのトップコート表面の温度。
3.3
裏面温度(top coat backside temperature)
  トップコートとボンドコートとの界面温度(附属書A参照)。
3.4
熱サイクル数(number of thermal cycles)
  熱サイクル試験の回数。
3.5
アコースティックエミッション,AE(acoustic emission)
  TBCが割れ,離などによって変形又は損傷する際に,それまで蓄えられていたひずみエネルギーが解
放され,弾性波を発生する現象。
3.6
熱流束(heat flux)
  試験片を取り付ける円柱形ジグ中心線に沿って複数点で測定した温度の平均勾配に,円柱形ジグの熱伝
導率を乗じた値[箇条8 a) 参照]。
3.7
等価有効熱伝導率(equivalent effective thermal conductivity)

――――― [JIS H 7851 pdf 4] ―――――

                                                                                              3
                                                                                   H 7851 : 2015
  熱流束とトップコート厚さとの積を,表面温度と裏面温度との温度差で除した値[箇条8 c) 参照]。
3.8
損傷限界
  試験片を熱サイクル試験に用いることができる限度とし,次のいずれかによる。
a) 目視で離面積率が20 %以上となった場合。
b) 表面温度が急激に増加した場合。
c) 加熱表面と裏面との温度差が急激に増加した場合。
d)   Eカウント数が急激に増加した場合。

4 原理

  TBCを施した試験片表面を加熱し,かつ,裏面を冷却することによって規定の温度傾斜場を形成し,到
達した最高表面温度,表面と裏面との温度差及び等価有効熱伝導率を計測することで,TBCの遮熱性能を
評価する。
  また,試験片に所定の温度傾斜を繰り返し付与することによる熱サイクル試験を行い,損傷限界に達し
た際の熱サイクル数によってTBCの耐久性を評価する。
  なお,試験目的によってはTBCの遮熱性能を評価せずに,熱サイクル試験によって損傷限界に達するま
でのサイクル数だけで耐久性を評価する場合は,附属書JAの方法もある。

5 試験片及びジグ

5.1 試験片

  試験片は,次による。
a) 試験片の形状及び寸法は,直径1530 mmの円板とする(図2参照)。
                                                                          単位 mm
                                図2−試験片の構造例及びその寸法
b) 基材厚さは,受渡当事者間の協定による。
c) ボンドコートを施す基材端部には,0.51 mmの面取り加工を行うことが望ましい。
d)   BCは,基材の加熱側全体を被覆する。トップコート及びボンドコートの厚さは,JIS H 8401に基づ
    いてJIS B 7502に規定するマイクロメータ,JIS B 7507に規定するノギスなどで測定する。トップコ
    ート及びボンドコートの厚さのばらつきは,平均値の±10 %とする。
e) 冷却面側の基材の中心部の温度を測定するために,基材側面から中心部に至る熱電対用の穴を設けて
    もよい。
f)  熱電対取付け用の穴径は,使用するシース熱電対が容易に抜け落ちない大きさとする。

――――― [JIS H 7851 pdf 5] ―――――

次のページ PDF 6