ES2197260T3 - Determinacion del espesor de una capa electroconductora. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN PROCEDIMIENTO QUE APLICA EL PRINCIPIO DE PRUEBA POR CORRIENTES DE FOUCAULT, ASI COMO A UN DISPOSITIVO PARA DETERMINAR EL ESPESOR (D R ) DE UNA CAPA PROTECTORA (1), CONDUCTORA DE LA ELECTRICIDAD, QUE SE DEPOSITA ENCIMA DE UN SUSTRATO (2) TAMBIEN CONDUCTOR. LAS CONDUCTIVIDADES ELECTRICAS DE LA CAPA (1) Y DEL SUSTRATO (2) SON DIFERENTES ENTRE SI. UNA BOBINA EXCITADORA (3), ATRAVESADA POR UNA CORRIENTE ELECTRICA DE ALTA FRECUENCIA SE APROXIMA A LA CAPA (1), Y EN ESPECIAL SE PONE EN CONTACTO CON LA MISMA, CON EL FIN DE GENERAR UNA CORRIENTE DE FOUCAULT EN LA CAPA (1) Y EN EL SUSTRATO BAJO ELLA (2). SE DETERMINA UN VALOR REFERIDO A LA IMPEDANCIA DE UNA BOBINA DE PRUEBA (9), Y ESTE VALOR SIRVE DE PUNTO DE PARTIDA PARA DETERMINAR EL ESPESOR (D R ), POR EJEMPLO POR C OMPARACION CON VALORES DE REFERENCIA CONOCIDOS. LA FRECUENCIA (F) DE LA CORRIENTE ELECTRICA DE ALTA FRECUENCIA SE SELECCIONA DE MANERA QUE SE OBTIENE LA DETERMINACION INEQUIVOCA DEL ESPESOR (D R ) DE LA CAPA(1) CUANDO LA RELACION ENTRE LAS COND UCTIVIDADES ELECTRICAS SE ENCUENTRA ENTRE 0,7 Y 1,5.

Description

Determinación del espesor de una capa electroconductora.

La invención trata de un procedimiento y una aplicación para la determinación del espesor de una capa protectora electroconductora de un componente de una instalación de turbina, que tiene una conductividad eléctrica k_{1}, y que está aplicada a un material base con la conductividad eléctrica k_{2}, siendo diferentes las conductividades eléctricas.

En el artículo ``Non-distructive Testing of Corrosion Effect on High- temperature Protective Coatings'' en VGB-Kraftwerkstechnik 70 (1990), Nº 9, págs. 645 a 651, de G. Dibelius, H.J. Krichel y U. Reimann, están descritos distintos procedimientos para la determinación del espesor de capa de una capa anticorrosiva para un álabe de turbina de gas. Uno de los procedimientos descritos es el llamado ``Procedimiento de medición por corriente de Foucault'', en el que se aprovechan las distintas conductividades eléctricas de la capa protectora y del material base. Mediante una sonda plana, en forma de espiral, de cobre, que está aplicada a un soporte flexible, por ejemplo como vía conductora impresa, se induce una corriente de Foucault en el álabe de turbina de gas. Para ello, se ejerce presión sobre la sonda con una corriente alterna eléctrica de alta frecuencia y se registra la impedancia de la sonda. En caso de una alta frecuencia de la corriente alterna eléctrica, resulta un valor característico de la impedancia en función del espesor de la capa, del material de la capa y del material utilizado como material base. En el artículo, se han estudiado espesores de capa para una capa protectora de una aleación de platino-aluminio en un material base, un acero inoxidable IN 738 LC, en función de la impedancia. A una frecuencia de 200 kHz, así como de 500 kHz se midió la impedancia de espesores de capa de hasta 1 mm. No obstante, el artículo ni indica datos acerca de los valores o de la relación de las conductividades eléctricas ni acerca de la precisión y reproducibilidad de la medición en álabes de turbina de gas con un espesor de capa desconocido, que debe ser determinado.

En el documento DE 33 35 080 A1, está descrito un procedimiento para la determinación del espesor de un recubrimiento de circonio en el lado interior de un tubo de aleación de circonio para barras combustibles de reactores nucleares. El procedimiento de determinación recurre al principio del ensayo por corriente de Foucault, en el que se valora la variación de la impedancia de una bobina receptora por un campo de corriente de Foucault de alta frecuencia provocado en el recubrimiento de circonio. La frecuencia para el campo de corriente de Foucault de alta frecuencia, se elige de tal forma que pueda distinguirse claramente una variación de impedancia que se debe al llamado levantamiento de la bobina excitadora de una variación de la impedancia por el espesor de la capa. Las frecuencias adecuadas para ello, se sitúan en un intervalo por encima de 6 MHz a 20 Mhz. El espesor de la capa de circonio varía entre aproximadamente 10 \mum y aproximadamente 100 \mum, y la resistencia específica de la capa de circonio se sitúa aproximadamente en 40*10^{-8} \Omega/m, así como la resistencia especifica del metal base, de la aleación de circonio, en aproximadamente 74*10^{-8} \Omega/m. La conductividad de la capa de circonio es por tanto aproximadamente dos veces mayor que la conductividad del metal base. Con el procedimiento de ensayo por corriente de Foucault, descrito para aplicaciones en el campo de la técnica nuclear, debe poderse determinar el espesor de la capa de circonio con una desviación de aproximadamente 5 \mum de exactitud.

El objeto de la invención es indicar un procedimiento para la determinación del espesor de capa de una capa electroconductora, que tiene una conductividad eléctrica k_{1}, y que está aplicada a un material base con la conductividad eléctrica k_{2}, siendo diferentes las conductividades eléctricas k_{1} y k_{2}, en el que esté garantizada una determinación segura del espesor de la capa, incluso cuando las conductividades eléctricas son aproximadamente iguales.

En cuanto al procedimiento, el objeto se consigue porque se acerca una bobina excitadora por la que fluye una corriente eléctrica de alta frecuencia a la capa, de modo que, en la capa y el material base dispuesto por debajo de la misma, se genera una corriente de Foucault eléctrica, eligiéndose la frecuencia de la corriente eléctrica de alta frecuencia de tal forma que se determine una magnitud asignada a la impedancia de una bobina exploradora, sirviendo esta magnitud, según el principio del ensayo por corriente de Foucault, como base para la determinación del espesor de la capa, y eligiéndose la frecuencia de tal forma que, según el principio del ensayo por corriente de Foucault, se realice una determinación inequívoca del espesor de la capa protectora con una relación de las conductividades eléctricas entre 0,7 y 1,5. Una aplicación está descrita en la reivindicación 9.

Como está descrito por ejemplo en el libro ``Schichtdickenmessung'' de D. Hermann, R. Oldenbourg Verlag, Munich, 1993, apartado 3.6, páginas 121 a 159 o en el libro ``Zerstörungsfreie Werkstück- und Werkstoffprüfung'' de S. Steeb, expert verlag, Ehningen, 2ª edición, 1993, capitulo 8, páginas 334 a 370, la bobina excitadora y la bobina exploradora pueden ser una sola bobina o pueden usarse dos bobinas diferentes. En los dos libros arriba indicados, también se indica qué magnitudes asignadas a la impedancia se utilizan en el procedimiento de ensayo por corriente de Foucault, por ejemplo directamente la impedancia de la bobina excitadora o el ángulo de fase de ésta, la tensión de inducción de una bobina exploradora, así como una señal diferencial de dos bobinas exploradora inducidas en sentido opuesto. Las bobinas pueden usarse como bobinas planares o como bobinas arrolladas a lo largo de un eje. Estas últimas son especialmente adecuadas para generar un campo magnético relativamente fuerte y, gracias a su sección pequeña, para la exploración de superficies curvadas. La bobina exploradora y excitadora pueden estar arrolladas una en otra, además de poder estar previstas como bobinas de transformador dispuestas a distancia entre sí.

La profundidad de penetración de la corriente de Foucault en la capa y en el material base dispuesto por debajo es del orden del espesor máximo a esperar de la capa. Con una frecuencia de la corriente eléctrica de alta frecuencia, con la que la profundidad de penetración de la corriente de Foucault es del orden del espesor máximo a esperar de la capa, la influencia de la capa se manifiesta de forma especialmente clara, de modo que el procedimiento garantice una determinación del espesor de la capa con una gran exactitud, incluso cuando las conductividades eléctricas se distinguen sólo poco. La elección se realiza teniéndose en cuenta las conductividades eléctricas. Hay que tener en cuenta que con una frecuencia que provoca una profundidad de penetración menor que el espesor de la capa, se provoca un valor de la magnitud asignada a la impedancia que está marcado casi exclusivamente por la conductividad eléctrica de la capa. A continuación, se indicará como magnitud directamente la impedancia para una mayor simplicidad, pudiendo elegirse naturalmente cualquier magnitud posible en lugar de la impedancia. Si la frecuencia se elige de tal forma que la profundidad de penetración de la corriente de Foucault generada es claramente mayor que el espesor de la capa, puede aumentar la influencia de la conductividad eléctrica del material base en la impedancia, pudiendo incluso dominarla por completo. Sobre todo cuando las conductividades eléctricas de la capa y del material base se distinguen sólo muy poco, en los dos casos arriba indicados, en determinadas circunstancias, dado el caso apenas puede comprobarse una dependencia de la impedancia del espesor de la capa en el marco de la exactitud de mediciones. Con una frecuencia que provoca una corriente de Foucault con una profundidad de penetración del orden del espesor de la capa, está garantizada, no obstante, una dependencia significante, que se distingue claramente de eventuales errores de medición de la señal de medición, por ejemplo de la impedancia, del espesor real de la capa. En ensayos, se mostró sorprendentemente que las señales de medición obtenidas de esta forma, son un factor de aproximadamente 1000 veces mayor que si se utilizan las frecuencias fijas hasta ahora conocidas. Por tanto, el procedimiento es adecuado para la determinación del espesor de una capa en casi cualquier geometría, en particular curvatura y rugosidad de la capa, porque las señales que se pueden obtener pueden distinguirse claramente de efectos causados por la geometría. Las conductividades eléctricas pueden distinguirse muy poco, por ejemplo entre aproximadamente un 10% y aproximadamente un 15%.

Preferiblemente, la frecuencia se elige de tal forma que la profundidad de penetración sea mayor que el espesor máximo a esperar, en particular, que corresponda aproximadamente a cuatro veces el espesor máximo a esperar. Puesto que, por regla general, ya se conoce aproximadamente el espesor de capa máximo a esperar por el procedimiento de fabricación de la capa, por ejemplo inmersión, pintura con pistola, precipitación electrolítica, etc. y los parámetros del proceso, puede elegirse fácilmente una frecuencia en vista del espesor de capa a esperar. Para ello no es imprescindible elegir mediante una o varias mediciones de prueba con distintas frecuencias una frecuencia preferible, adaptada al espesor de capa a esperar. Con la adaptación de la frecuencia a un espesor de capa a esperar, se garantiza además, también para el caso de que haya tenido lugar una merma de la capa durante un período prolongado, una señal de medición elevada, claramente distinguible y valorable. Esto es especialmente ventajoso cuando se trata de componentes expuestos a cargas térmicas y a la corrosión, tales como álabes de turbinas de gas.

La frecuencia de la corriente eléctrica se sitúa preferiblemente entre 1,5 MHz y 3,5 MHz, en particular entre 2 MHz y 3 MHz. Esta gama de frecuencias es especialmente ventajosa para una determinación del espesor de capa con un espesor de capa de hasta 500 \mum. Esto se encuentra sobre todo en una capa que sirve de capa anticorrosiva en un álabe de turbina de gas y que presenta, por ejemplo, una aleación de níquel-cromo- aluminio con aditivos de itrio. Los espesores de capa típicos pueden situarse entre 200 \mum y 400 \mum.

Como base para la determinación del espesor de capa sirve preferiblemente el valor de la impedancia, que se produce en caso de un contacto mecánico de la bobina excitadora con la capa, estando eléctricamente aislada la bobina excitadora respecto a la capa. La bobina excitadora, al igual que la bobina exploradora, están realizadas preferiblemente como palpadores que se extienden a lo largo de un eje. Pueden presentar una sección transversal de aproximadamente 3 mm, respectivamente, y pueden estar dispuestas a una distancia de aproximadamente 4 mm una de otra. Dado el caso, las bobinas son planares, por ejemplo aplicadas como conductor de cobre en un soporte flexible y deformable. El contacto mecánico entre la bobina y la capa puede mejorar eventualmente porque la bobina se aplica a presión, por ejemplo mediante aire comprimido, a la capa.

La elección de la frecuencia de la corriente eléctrica de alta frecuencia puede determinarse, como ya se ha explicado anteriormente, con ayuda del proceso de fabricación, así como las condiciones externas, a las que estaba expuesta la capa. También es posible realizar una medición de prueba con una frecuencia de prueba para determinar aproximadamente el espesor de la capa y fijar a partir de ello una frecuencia, que garantice señales de medición especialmente elevadas para la impedancia. También pueden realizarse varias mediciones de prueba con distintas frecuencias de prueba, pudiendo determinarse una frecuencia especialmente adecuada para la realización del procedimiento gracias al uso de procedimientos de optimización o interpolación.

Otro método preferible para la determinación de una frecuencia adecuada, consiste en proporcionar un juego de probetas, estando formada cada probeta por un material base y una capa con un espesor correspondiente y correspondiendo la probeta preferiblemente al componente a comprobar en cuanto a fabricación y geometría. Las probetas pueden ser partes de un componente previsto para su uso en una instalación de turbinas de gas, en particular de un álabe de compresor de turbina de gas. Se elige una pluralidad de valores de aproximación para la frecuencia y con estos valores de aproximación se realizan, dado el caso repetidas veces, hasta diez veces, el procedimiento de ensayo por corriente de Foucault en cada probeta. A partir de estas frecuencias de aproximación, se elige una frecuencia de aproximación especialmente adecuada para la aplicación del procedimiento en un componente concreto, obteniéndose con esta frecuencia de aproximación una resolución especialmente elevada en la determinación del espesor de la capa, así como una linealidad especialmente elevada en función del espesor de la capa. La pluralidad de frecuencias de aproximación puede obtenerse a su vez mediante una elección de múltiples frecuencias de prueba, utilizándose para estas frecuencias de prueba probetas previas, en particular cuerpos especialmente fabricados, de una geometría sencilla, que están dotados de la capa. Gracias a una selección sucesiva de este tipo de una frecuencia especialmente adecuada, directamente en un componente fundamentalmente equivalente al componente a comprobar, está garantizada una determinación exacta del espesor de capa, incluso cuando sólo hay diferencias muy pequeñas entre las conductividades eléctricas de la capa y del material base.

La impedancia de una bobina determinada en el procedimiento se compara preferiblemente con valores de referencia, determinándose a partir de ello el espesor de la capa. Los valores de referencia pueden obtenerse con ayuda de los recubrimientos de referencia con una comprobación exacta del espesor de la capa, por ejemplo abriendo la capa mediante un corte o similares. Con ayuda de algunos pocos o una pluralidad de valores de referencia de la impedancia para una capa de un material conocido aplicado a un material base conocido, puede determinarse, mediante un procedimiento de interpolación, un grupo de valores de referencia de la impedancia con un espesor de capa asignado en cada caso de forma inequívoca.

El procedimiento se utiliza preferiblemente para la determinación del espesor de una capa protectora en un componente de una instalación de turbinas de gas, en particular en un álabe de turbina de gas o en un álabe de compresor. Sobre todo porque incluso la geometría compleja del componente, los taladros eventualmente previstos por debajo de la superficie de la capa, así como las variaciones en el espesor de la capa y el espesor del material base influyen en todo caso muy poco.

La capa protectora puede esta formada por una aleación del tipo MCrAlY, representando M uno de los metales hierro, níquel y/o cobalto o una aleación de éstos, Cr cromo, Al aluminio e Y itrio, hafnio o un metal similar. La capa protectora puede contener otros elementos tales como renio o galio. La aleación presenta, por ejemplo, los siguientes componentes indicados en porcentajes en peso: 30% - 32% de Co, 30% de Ni, 28% - 30% de Cr, 7% - 9% de Al, 0,5% de Y, así como aproximadamente 0,7% de Si.

En comparación con procedimientos con una frecuencia invariable en el intervalo de 200 KHz a 500 KHz, el procedimiento proporciona también resultados claros y exactos para el espesor de la capa protectora, cuando la relación de la conductividad del material base a la conductividad de la capa se sitúa entre 0,3 y 3,0, en particular entre 0,7 y 1,0. Estas relaciones próximas a 1 existen por ejemplo en una capa protectora arriba indicada y un acero inoxidable, por ejemplo IN 738 LC. La relación de las conductividades es en este caso de aproximadamente 0,79. El espesor de la capa protectora en un álabe de turbina de gas con un recubrimiento nuevo es del orden de hasta aproximadamente 400 \mum.

Con ayuda de los ejemplos de realización del dibujo, se explicarán más detalladamente el procedimiento, así como el dispositivo para la determinación del espesor de una capa aplicada a un material base. Muestran en una representación esquemática, no realizada a escala.

la figura 1, un dispositivo para la realización del procedimiento, así como un componente con un material base y una capa aplicada al mismo,

la figura 2, una representación de la impedancia en el plano complejo para distintos materiales y

la figura 3, una representación de la impedancia en el plano complejo para una pluralidad de capas protectoras de distintos espesores de un álabe de turbina de gas.

La figura 1, muestra un detalle de un componente 8 en un corte longitudinal y, en una vista esquemática y no realizada a escala respecto a éste, un dispositivo 4 para la determinación del espesor de una capa 1 del componente 8. La capa 1 está aplicada a un material base 2 del componente 8 y tiene un espesor d_{f}. La capa 1 está formada por un material electroconductor, por ejemplo una capa anticorrosiva de un álabe de compresor de turbina de gas. El material base 2 también es electroconductor y está formado, por ejemplo, por un acero inoxidable, como IN 738 LC. El dispositivo 4 presenta una bobina excitadora 3 arrollada fundamentalmente a lo largo de un eje 11 en forma de espiral. La bobina excitadora 3 está conectada con una fuente de corriente alterna 5, de modo que a través de la bobina excitadora 3 pueda alimentarse una corriente alterna eléctrica de alta frecuencia con una frecuencia f. La bobina excitadora 3 está directamente acoplada con una bobina 9 exploradora también arrollada a lo largo del eje 11. La bobina 9 exploradora está conectada con una unidad de medición 6 para la determinación de la impedancia o de una magnitud asignada a la impedancia, como la tensión de inducción o el ángulo de fase de la bobina excitadora 3 o de la bobina 9 exploradora. La unidad de medición 6 está conectada con una unidad de valoración 7 para la determinación del espesor d_{f}. En la unidad de medición 6 se registra una señal de medición claramente asignada a la impedancia de la bobina excitadora 3 o la propia impedancia. La magnitud asignada a la impedancia se compara en la unidad de valoración 7 con los valores de referencia almacenados en ésta. Estos valores de referencia se han determinado para capas de un espesor exactamente definido, existiendo la misma combinación de materiales entre la capa y el material base. Puesto que los valores de referencia están asignados claramente a un espesor de una capa equivalente, gracias a la comparación se obtiene una determinación exacta del espesor d_{f} de la capa 1. En una combinación de materiales en la que la capa 1 es una capa anticorrosiva para un álabe de turbina de gas y el material base 2 es un acero inoxidable IN 738 LC, con un espesor de capa a esperar entre 200 \mum y 500 \mum, se ejerce una presión sobre la bobina excitadora con una corriente alterna eléctrica en un intervalo de frecuencias entre 2 MHz y 2,5 MHz. Al realizar el procedimiento, la bobina excitadora 3, por la que fluye la corriente alterna de alta frecuencia, se acerca a la capa 1 y se pone en contacto mecánico con ésta, además de registrarse mediante la unidad de medición 6 una señal de medición correspondiente, claramente asignada a la impedancia y procesándose posteriormente en la unidad de valoración 7 para la determinación del espesor d_{f} de la capa 1. Mediante la corriente alterna de alta frecuencia de la bobina excitadora 3, se genera una corriente de Foucault en el componente 8, que se reduce partiendo de la superficie 10 de la capa 1 hacia el interior del componente 8. La profundidad de penetración d de la corriente de Foucault es preferiblemente poco mayor que un espesor de capa d_{0} a esperar de aproximadamente 500 \mum o menos. Por tanto, la influencia del salto de la conductividad eléctrica entre la capa 1 y el material base 2, en la superficie límite entre la capa 1 y el material base 2, es especialmente importante para la señal de medición registrada en la unidad de medición 6. Por la gran influencia del salto entre la conductividad eléctrica (k_{1}, k_{2}) entre la capa 1 (k_{1}) y el material base 2 (k_{2}) en la señal de medición, puede procederse a una asignación clara y una determinación del espesor d_{f} de la capa 1, incluso en conductividades eléctricas que apenas se distinguen entre sí. Según el caso de aplicación, en particular según la combinación de materiales para la capa 1 y el material base 2, así como el espesor a esperar de la capa 1, puede determinarse una frecuencia f correspondiente para la corriente alterna eléctrica de alta frecuencia de la bobina excitadora 3.

La figura 2 muestra una representación de la impedancia de la bobina excitadora 3 en el plano imaginario con la parte real a lo largo de la abscisa y la parte imaginaria a lo largo de la ordenada. La curva representada, comienza en el punto marcado con ``A'' y se extiende hasta un punto marcado con ``S''. En el punto A, se muestra la impedancia para un circuito abierto, es decir, fundamentalmente el valor de la impedancia con una medición al aire. El valor en el punto S corresponde a un circuito ideal cortocircuitado. Los valores intermedios corresponden a la impedancia correspondiente que existe en caso de un contacto de la bobina excitadora 3 con un material base formado por completo por un solo material, en particular metal. Se resaltan los puntos de los valores para el acero inoxidable IN 738 LC y una aleación de platino-aluminio. Estos dos puntos están unidos entre sí mediante otra línea, que indica el tránsito de un material de un componente de IN 738 LC a un material de dos componentes con una capa de una aleación de platino- aluminio aplicada al acero inoxidable. El espesor de la capa aumenta en la dirección de la flecha, representando los números indicados el valor de la capa en milímetros. A partir de un espesor de capa determinado, que está situado por encima de 1 mm, se alcanza un valor de la impedancia que corresponde al valor de un material de un componente de la aleación de platino-aluminio. Los valores de impedancia se midieron con una frecuencia de 200 KHz y se tomaron del artículo ``Non-distructive Testing of Corrosion Effect on High- temperature Protective Coatings'' en VGB-Kraftwerkstechnik 70 (1990), Nº 9, páginas 645 a 651 de G. Dibelius, H. J. Krichel y U. Reiman.

La figura 3 muestra de forma esquemática la curva de la impedancia, también en el plano complejo. La representación está realizada aquí de tal forma que, en un circuito abierto el valor de la impedancia se sitúe claramente en el primer cuadrante, es decir, en la parte imaginaria y real positiva. Los valores se determinaron en una capa anticorrosiva con 30% - 32% de Co, 30% de Ni, 28% - 30% de Cr. 7% - 9% de Al, 0,5% de Y, así como aproximadamente 0,7% de Si (indicaciones en porcentajes en peso), que se aplicaron en acero inoxidable IN 738 LC. La línea continua representa los valores de la impedancia al haber contacto entre la bobina excitadora 3 y la superficie 10 de la capa 1. Los valores numéricos indicados representan el espesor de la capa en micrómetros (\mum). Los espesores de capa pudieron determinarse aquí hasta un error máximo de 30 \mum. Con las líneas discontinuas se representa el valor de la impedancia al acercar la bobina excitadora 3 a la capa 1 para cada espesor de capa. Incluso estas líneas se distinguen con tanta claridad una de otra que incluso sin un contacto directo de la bobina excitadora 3 con la capa 1, es posible una asignación inequívoca de los valores de impedancia determinados al espesor d_{f} de la capa 1, si se conoce la distancia entre la bobina excitadora 3 y la capa 1. Esto es aún más significativo si se tiene en cuenta que la relación de las conductividades eléctricas entre el material base 2 y la capa 1 es próxima a 1,0, situándose en particular en 0,75. Una determinación del espesor de capa con valores de las conductividades eléctricas que no se distinguen apenas uno de otro, ya no son posibles con frecuencias de 500 KHz o menos, puesto que desaparecen las señales de medición en el ruido errático.

La invención está caracterizada por un procedimiento para la determinación del espesor de una capa electroconductora, realizándose el procedimiento de ensayo por corriente de Foucault no destructivo previa elección de una frecuencia especialmente favorable. La elección de la frecuencia para inducir la corriente de Foucault en el componente que presenta la capa se realiza, por ejemplo, de tal forma que la profundidad de penetración de la corriente de Foucault sea preferiblemente poco mayor que el espesor de la capa. De esta forma el salto de la conductividad eléctrica entre la capa y el material base dispuesto por debajo, influye de forma decisiva en la impedancia de la bobina excitadora, mediante la cual se genera la corriente de Foucault en el componente. El espesor de capa a esperar puede determinarse por ejemplo directamente por el proceso de fabricación del componente o por una medición de prueba con frecuencias eventualmente distintas. Preferiblemente, el procedimiento es adecuado para el control del espesor de capa de un álabe de turbina de gas con un recubrimiento nuevo o renovado, en particular de un álabe de compresor de turbina de gas.

Claims (9)

1. Procedimiento para la determinación del espesor (d_{f}) de una capa protectora (1) con una conductividad eléctrica k_{1} de un componente de una instalación de turbinas, estando aplicada esta capa protectora (1) a un material base (2) del componente con la conductividad eléctrica k_{2}, siendo diferentes las conductividades eléctricas k_{2} y k_{1}, en el que

una corriente eléctrica de alta frecuencia fluye por una bobina excitadora (3),

la bobina excitadora (3) se acerca a la capa protectora (1), de modo que se genera una corriente de Foucault eléctrica al menos en la capa protectora (1),

se determina una magnitud asignada a la impedancia de una bobina exploradora (9), sirviendo esta magnitud, según el principio de ensayo por corriente de Foucault, como base para la determinación del espesor (d_{f}) de la capa (1) y

se elige la frecuencia (f) de la corriente eléctrica de alta frecuencia de tal forma que, según el principio de corriente de Foucault, se realiza una determinación inequívoca del espesor (d_{f}) con una relación de las conductividades eléctricas k_{2}/k_{1} entre 0,7 y 1,6.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, eligiéndose la frecuencia (f) de tal forma que la profundidad de penetración (d) de la corriente de Foucault sea mayor que un espesor (d_{e}) máximo a esperar de la capa protectora (1), correspondiendo en particular aproximadamente a cuatro veces el espesor (d_{e}) máximo a esperar.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, eligiéndose la frecuencia (f) de la corriente eléctrica entre 1,5 MHz y 3,5 MHz, en particular entre 2 MHz y 3 MHz.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, determinándose la magnitud asignada a la impedancia de la bobina exploradora (9) al haber un contacto mecánico entre la bobina excitadora (3) y la capa (1), estando la bobina excitadora (9) eléctricamente aislada respecto a la capa (1).

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, determinándose aproximadamente, mediante una medición de prueba con una frecuencia de prueba (f_{t}), el espesor (d_{e}) máximo a esperar y deduciéndose a partir de ello la frecuencia (f), teniendo en cuenta las conductividades k_{2} y k_{1}.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5,

preparándose un juego de componentes con un espesor de capa conocido como probetas,

determinándose en cada probeta, con una pluralidad de frecuencias de aproximación (f_{p}) diferentes, una magnitud asignada a la impedancia de la bobina exploradora (9) y

eligiéndose una frecuencia de aproximación (f_{p1}) con una resolución suficientemente elevada y una linealidad elevada en la magnitud asignada a la impedancia como frecuencia(f).

7. Procedimiento según la reivindicación 6, preparándose para la elección de las frecuencias de aproximación (f_{p}) probetas previas recubiertas de una capa (1), en particular de una geometría sencilla, y determinándose con múltiples frecuencias de prueba una magnitud asignada a la impedancia de la bobina exploradora (9) y determinándose entre las frecuencias de prueba las de la mejor resolución y utilizándose éstas como frecuencias de aproximación.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, comparándose la magnitud determinada, asignada a la impedancia de la bobina exploradora (9), con valores de referencia y determinándose a partir de ello el espesor (d_{f}) de la capa protectora (1).

9. Uso del procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en un álabe de turbina de gas, con la capa protectora (1) hecha de una aleación del tipo MCrAlY, representando M uno de los metales hierro, níquel y/o cobalto o una aleación de éstos, Cr cromo, Al aluminio e Y itrio, hafnio o un metal similar.