JPH11107780A - ガスタービン部品のコーティングの除去方法 - Google Patents

ガスタービン部品のコーティングの除去方法

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JPH11107780A
JPH11107780A JP26953797A JP26953797A JPH11107780A JP H11107780 A JPH11107780 A JP H11107780A JP 26953797 A JP26953797 A JP 26953797A JP 26953797 A JP26953797 A JP 26953797A JP H11107780 A JPH11107780 A JP H11107780A
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coating
gas turbine
turbine component
oxide
gas
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JP26953797A
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Daizo Saito
大蔵 斎藤
Hiroaki Yoshioka
洋明 吉岡
Kazunari Fujiyama
一成 藤山
Takahisa Kondo
卓久 近藤
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ガスタービン部品に施されたコーティングが劣
化および剥離した箇所に形成された酸化物及びコーティ
ングを除去するガスタービン部品のコーティング除去方
法を提供すること。 【解決手段】トップコートとボンドコートの二層からな
るコーティングが施されているガスタービン部品のコー
ティング除去方法において、前記ガスタービン部品のコ
ーティングが劣化または剥離した箇所に形成された酸化
物及びコーティングをコーティング溶融装置を用いて除
去しているので、コーティングの剥離要因になっている
酸化物を容易に除去することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は燃焼器ライナやトラ
ンジションピース、タービン翼等を備えたガスタービン
部品に係り、特に劣化および剥離したコーティングを除
去するガスタービン部品のコーティングの除去方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】一般に、ガスタービン発電プラントは、
ガスタービンと同軸に設けられた圧縮機の駆動によって
圧縮された圧縮空気を燃焼器に案内して燃焼器ライナで
燃料とともに燃焼して発生させた高温の燃焼ガスをトラ
ンジションピースおよび静翼を経て動翼に案内され、こ
の動翼を回転駆動させてガスタービンの仕事をするよう
に構成されている。
【0003】この種のガスタービンにおいて、タービン
入口温度を上昇させるとガスタービンの熱効率が上昇す
ることが知られており、この熱効率の向上のためタービ
ン入口温度の上昇が図られている。
【0004】従来のガスタービンの高温部品である燃焼
器ライナ、トランジションピース、静翼および動翼には
耐熱超合金が用いられている。その中で燃焼器ライナは
燃料を燃焼させている部分であるが、冷却構造を採って
おり、内面に遮熱コーティングが施されている。この遮
熱コーティングは図7に示すように基材3上にトップコ
ート層1とボンドコート層2の二層から構成されてい
る。これらの遮熱層により燃焼ガス温度に比較し、かな
り温度的に低く抑えられている。
【0005】ところが、約2万時間以上の使用後は遮熱
コーティングの局部的な剥離が認められ、ボンドコート
層2は酸化されている。一方、トランジションピースは
冷却構造が採られていないので、燃焼器ライナのメタル
温度に比較して温度的に高くなっている。そのため、図
8(a)に示すように遮熱コーティングの局部的な剥離
4が生じると、耐熱超合金でさえ顕著な酸化物6が認め
られる。このような遮熱コーティングの剥離4がガスタ
ービンプラントの開放点検で発見された場合、図8
(b)に示すように,その都度剥離している部分のみを
再コーティング5している。
【0006】このような再コーティングは剥離した部分
を含んだ領域をアルミナブラストにより機械的に除去し
ている。ところが、トップコートは容易に除去できる
が、ボンドコートは完全に除去することは困難である。
そのため、酸化されたボンドコートの上からトップコー
トを施し、再使用している。しかし再コーティングした
部分は酸化物を境界にして再使用により再び剥離し易く
なっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ガスタービンの高温部
品である燃焼器ライナやトランジションピース、タービ
ン翼等に施されている遮熱コーティングは、まず基材上
に大気中でプラズマ溶射によりMCrAlYコーティン
グを形成させる。このコーティングがいわゆるトップコ
ートと基材の接合強度を担っているボンドコートであ
る。その後、ボンドコート上に酸化ジルコニアのセラミ
ックを同じく大気中でプラズマ溶射により形成させる。
大気中での溶射であるため、コーティング中には気孔が
多量に認められ、この気孔が遮熱の効果を向上させてい
る。
【0008】その反面、高温部品使用中にはこの気孔が
酸素の通路となり、ボンドコートの酸化を引き起こし、
さらにこのボンドコートの酸化物がトップコートの剥離
を引き起こしている。このボンドコートの酸化物は容易
に除去することができないため、結果的に酸化物の上か
ら再コーティングすることになる。そのため、再コーテ
ィング部は再剥離が認められ、修理コストが増大すると
いう問題がある。また、全面的に再コーティングする場
合、機械的に完全にコーティングを除去することも非常
に困難な作業である。
【0009】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、その目的はガスタービン部品に施されたコーテ
ィングが劣化および剥離した箇所に形成された酸化物及
びコーティングを除去するガスタービン部品のコーティ
ング除去方法を提供することにある。
【0010】また、本発明の他の目的は水素およびハロ
ゲンガスを用いてガスタービン部品に施されたコーティ
ングに発生した酸化物及びコーティングを除去するガス
タービン部品のコーティング除去方法を提供することに
ある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項1乃至請求項10のガスタービン部
品のコーティング除去方法は、コーティング溶融装置を
用いてコーティングの剥離要因になっている酸化物を容
易に除去することであり、また、請求項11乃至請求項
12のガスタービン部品のコーティング除去方法は、水
素およびハロゲンガスを用いることでコーティングの剥
離要因になっている酸化物を容易に除去することであ
る。すなわち、本発明の請求項1は、トップコートとボ
ンドコートの2層からなるコーティングが施されている
ガスタービン部品のコーティング除去方法において、前
記ガスタービン部品のコーティングが劣化または剥離し
た箇所に形成された酸化物及びコーティングをコーティ
ング溶融装置を用いて除去することを特徴とする。
【0012】本発明の請求項2は、請求項1記載のガス
タービン部品のコーティングの除去方法において、前記
ガスタービン部品のコーティングが劣化または剥離した
箇所に形成された酸化物及びコーティングを局部的に除
去することを特徴とする。
【0013】本発明の請求項3は、請求項1記載のガス
タービン部品のコーティングの除去方法において、前記
コーティング溶融装置は、コーティング溶融部と溶融薬
品循環部から構成されていることを特徴とする。
【0014】本発明の請求項4は、請求項3記載のガス
タービン部品のコーティングの除去方法において、前記
溶融薬品循環部で循環させるコーティング溶融薬品は、
硝酸および塩酸の混合液を用いてコーティングを溶融す
ることを特徴とする。
【0015】本発明の請求項5は、請求項3記載のガス
タービン部品のコーティングの除去方法において、前記
コーティング溶融薬品である硝酸および塩酸の混合液の
混合比は、重量比または体積比で硝酸1に対して塩酸3
〜5であることを特徴とする。
【0016】本発明の請求項6は、請求項1記載のガス
タービン部品のコーティングの除去方法において、前記
コーティング溶融装置を用いてコーティングを溶融する
周囲および混合液の温度は室温であることを特徴とす
る。
【0017】本発明の請求項7は、請求項3記載のガス
タービン部品のコーティングの除去方法において、前記
コーティング溶融装置のコーティング溶融部に電気エネ
ルギを与える装置を備えることを特徴とする。
【0018】本発明の請求項8は、請求項3記載のガス
タービン部品のコーティングの除去方法において、前記
溶融薬品循環部で循環させるコーティング溶融薬品は、
硝酸およびアルコールの混合液を用いて酸化物及びコー
ティングを電気化学的に溶融することを特徴とする。
【0019】本発明の請求項9は、請求項8記載のガス
タービン部品のコーティングの除去方法において、前記
コーティング溶融薬品である硝酸およびアルコールの混
合液は、硝酸濃度は20%〜30%であることを特徴と
する。
【0020】本発明の請求項10は、請求項1記載のガ
スタービン部品のコーティングの除去方法において、前
記コーティング溶融装置を用いてコーティングを溶融す
る周囲および混合液の温度は室温であることを特徴とす
る。
【0021】本発明の請求項11は、トップコートとボ
ンドコートの二層からなるコーティングが施されている
ガスタービン部品のコーティング除去方法において、水
素およびハロゲンガスを用いて酸化物及びコーティング
を除去することを特徴とする。
【0022】本発明の請求項12は、請求項11記載の
ガスタービン部品のコーティングの除去方法において、
前記ハロゲンガスに塩素ガスを用いて酸化物及びコーテ
ィングを除去することを特徴とする。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図1は本発明の第1実施例(請求項1乃至
請求項10対応)であるコーティング溶融装置の構成図
であり、同図(a)はコーティング溶融装置のブロツク
図、同図(b)はコーティング溶融部をトランジション
ピースのコーティング剥離部に適用した模式図である。
【0024】図に示すように、本実施例のコーティング
溶融装置は、溶融薬品循環部7とコーティング溶融部8
から構成されている。溶融薬品循環部7はコーティング
溶融部8に常に新しい混合酸を供給しており、コーティ
ング溶融部8はボンドコートの酸化された酸化物を混合
酸により溶融するものである。
【0025】図には約1万6千時間使用されたトランジ
ションピースのコーティング剥離部10を模式的に示し
ている。トランジションピースのコーティングは基材3
上にボンドコート層2上にトップコート層1が設けられ
ているが、上記のように約1万6千時間使用によりトッ
プコート層1には剥離部10が認められ、さらにボンド
コート層2の表面にも酸化物6が認められた。
【0026】このトップコート1の剥離10が生じた部
分にコーティング溶融部8を取り付ける。この取り付け
はコーティング溶融部8と剥離10が生じた部分の密着
性を維持するため、粘着性および弾力性のある例えばゴ
ム9を用いる。コーティング溶融薬品として、硝酸と塩
酸の混合酸を用いる。混合比は重量比または体積比で硝
酸1に対し塩酸3〜5とする。
【0027】本実施例のコーティング溶融装置を用いて
ボンドコート層2を溶融した後の断面の模式図を図2に
示す。すなわち同図(a)は溶融前のコーティング11
であり、同図(b)は溶融処理後のコーティング12で
ある。酸化物6が溶融しているが、基材3に悪影響を及
ぼすことなく、コーティングの溶融が達成できた。
【0028】図3は本発明の第2実施例(請求項11及
び請求項12対応)であるコーティング溶融装置の構成
図であり、同図(a)はコーティング溶融装置のブロツ
ク図、同図(b)はコーティング溶融部をトランジショ
ンピースのコーティング剥離部に適用した模式図であ
る。
【0029】図に示すように、本実施例のコーティング
溶融装置は、電気化学的方法による溶融方法であり、溶
融薬品循環部7とコーティング溶融部8Aから構成され
ている。溶融薬品循環部7はコーティング溶融部8Aに
常に新しい混合酸を供給しており、コーティング溶融部
8Aには定電圧電源装置14を設け、電解液に負の電極
を、コーティング剥離部13に正の電極を取り付ける。
また、電解液には20%硝酸アルコール溶液を用いる。
このコーティング溶融部8Aはボンドコートの酸化され
た酸化物6を混合酸により溶融するものである。
【0030】図4は本実施例のコーティング溶融装置を
用いてボンドコートを溶融した後の断面の模式図を図4
に示す。すなわち同図(a)は溶融前のコーティング1
5であり、同図(b)は溶融処理後のコーティング16
である。酸化物6が溶融しているが、基材3に悪影響を
及ぼすことなく、コーティングの溶融が達成できたこと
が分る。
【0031】図5は上記した混合酸および電気化学的な
手法を用いた場合の酸化されたボンドコートの溶融厚さ
と溶融処理時間の相関図である。この相関図から混合酸
および電気化学的な手法とも処理時間が長くなるに従
い、酸化されたボンドコートの溶融厚さが増加する傾向
が認められた。酸化されたボンドコートの平均厚さは1
00〜150μmであり、完全に除去されるまでの時間
は混合酸を用いた手法より電気化学的な手法の方がより
短時間であった。
【0032】図6は本発明の第3実施例(請求項11及
び請求項12対応)の構成図である。図に示すように、
本実施例のコーティング溶融装置は、電気炉19とガス
供給装置20から構成されており、電気炉19では水素
ガスおよび塩素ガス中で熱処理を行うものである。この
場合、トップコートはあらかじめアルミナブラストによ
り機械的に除去した。また約1万6千時間使用後のトラ
ンジションピースを用い、水素,塩素雰囲気中で115
0℃の熱処理を行った。この熱処理温度は本部品の回復
熱処理温度と同一である。ボンドコートの酸化物は主に
クロムの酸化物でCr2 3 である。水素雰囲気中での
Cr2 3 の反応は以下の化学反応式で表すことができ
る。 Cr2 3 +3H2 →2Cr+3H2
【0033】ただし、この反応は単独では起こり得ない
ため、誘導反応として水素ガス中に塩素ガスを注入し
た。水素ガス中および塩素ガス中での反応は以下の反応
式で表すことができる。 Cr2 3 +H2 +2Cl2 →2CrCl2 +3H2
【0034】以上の反応によりクロム塩化物のガスが生
成される。これらの反応により酸化されたボンドコート
は基材に悪影響を及ぼすことなく、コーティングの溶融
が達成でき、回復熱処理も同時に行うことができた。
【0035】以上、述べた各実施例はいずれも酸化され
たボンドコートを基材に悪影響を及ぼすことなく除去す
ることができ、コーティングの剥離を補修することおよ
び再剥離を抑える手法として有効である。また、再剥離
を抑えることにより補修費のコストダウンも可能となっ
た。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のガスター
ビン部品のコーティングの除去方法(請求項1乃至請求
項12対応)によると、酸化されたボンドコートを基材
に悪影響を及ぼすことなく除去することができる。ま
た、コーティングの剥離を補修することおよび再剥離を
抑える手法として有効であり、再剥離を抑えることによ
り補修費のコストダウンも可能になるという、優れた効
果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例である混合酸を用いたコー
ティング溶融装置の模式図。
【図2】図1の混合酸での溶融処理後の模式図。
【図3】本発明の第2実施例の変形例である電気化学的
な手法を用いたコーティング溶融装置の模式図。
【図4】図3の電気化学的な手法を用いた溶融処理後の
模式図。
【図5】本発明の第1及び第2実施例の溶融処理時間と
溶融厚さの相関図。
【図6】本発明の第3実施例である水素および塩素ガス
雰囲気中での熱処理炉の模式図。
【図7】従来の遮熱コーティングの模式図。
【図8】図7の遮熱コーティングの剥離部および再コー
ティング部の模式図。
【符号の説明】
1…トップコート層、2…ボンドコート層、3…基材、
4…コーティング剥離部、5…再コーティング部、6…
ボンドコートの酸化物、7…溶融薬品循環部、8…コー
ティング溶融部、9…ゴム、10…混合酸、11…ボン
ドコート溶融処理前、12…ボンドコート溶融処理後、
13…電解液、14…定電圧電源装置、15…ボンドコ
ート溶融処理前、16…ボンドコート溶融処理後、17
…混合酸の相関曲線、18…電気化学的手法の相関曲
線、19…熱処理炉電気炉、20…ガス供給装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 卓久 神奈川県横浜市鶴見区末広町2丁目4番地 株式会社東芝京浜事業所内

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トップコートとボンドコートの二層から
    なるコーティングが施されているガスタービン部品のコ
    ーティング除去方法において、前記ガスタービン部品の
    コーティングが劣化または剥離した箇所に形成された酸
    化物及びコーティングをコーティング溶融装置を用いて
    除去することを特徴とするガスタービン部品のコーティ
    ングの除去方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のガスタービン部品のコー
    ティングの除去方法において、前記コーティング溶融装
    置は、前記ガスタービン部品のコーティングが劣化また
    は剥離した箇所に形成された酸化物及びコーティングを
    局部的に除去することを特徴とするガスタービン部品の
    コーティングの除去方法。
  3. 【請求項3】請求項1記載のガスタービン部品のコーテ
    ィングの除去方法において、前記コーティング溶融装置
    は、コーティング溶融部と溶融薬品循環部から構成され
    ていることを特徴とするガスタービン部品のコーティン
    グの除去方法。
  4. 【請求項4】 請求項3記載のガスタービン部品のコー
    ティングの除去方法において、前記溶融薬品循環部で循
    環させるコーティング溶融薬品は、硝酸および塩酸の混
    合液を用いて酸化物及びコーティングを溶融することを
    特徴とするガスタービン部品のコーティングの除去方
    法。
  5. 【請求項5】 請求項3記載のガスタービン部品のコ
    ーティングの除去方法において、前記コーティング溶融
    薬品である硝酸および塩酸の混合液の混合比は、重量比
    または体積比で硝酸1に対して塩酸3〜5であることを
    特徴とするガスタービン部品のコーティングの除去方
    法。
  6. 【請求項6】 請求項1記載のガスタービン部品のコー
    ティングの除去方法において、前記コーティング溶融装
    置を用いて酸化物及びコーティングを溶融する周囲およ
    び混合液の温度は室温であることを特徴とするガスター
    ビン部品のコーティングの除去方法。
  7. 【請求項7】 請求項3記載のガスタービン部品のコー
    ティングの除去方法において、前記コーティング溶融装
    置のコーティング溶融部に電気エネルギを与える装置を
    備えていることを特徴とするガスタービン部品のコーテ
    ィングの除去方法。
  8. 【請求項8】 請求項3記載のガスタービン部品のコー
    ティングの除去方法において、前記溶融薬品循環部で循
    環させるコーティング溶融薬品は、硝酸およびアルコー
    ルの混合液を用いて酸化物及びコーティングを電気化学
    的に溶融することを特徴とするガスタービン部品のコー
    ティングの除去方法。
  9. 【請求項9】 請求項8記載のガスタービン部品のコー
    ティングの除去方法において、前記コーティング溶融薬
    品である硝酸およびアルコールの混合液は、硝酸濃度は
    20%〜30%であることを特徴とするガスタービン部
    品のコーティングの除去方法。
  10. 【請求項10】 請求項1記載のガスタービン部品のコ
    ーティングの除去方法において、前記コーティング溶融
    装置を用いてコーティングを溶融する周囲および混合液
    の温度は室温であることを特徴とするガスタービン部品
    のコーティングの除去方法。
  11. 【請求項11】 トップコートとボンドコートの二層か
    らなるコーティングが施されているガスタービン部品の
    コーティング除去方法において、水素およびハロゲンガ
    スを用いて酸化物及びコーティングを除去することを特
    徴とするガスタービン部品のコーティングの除去方法。
  12. 【請求項12】 請求項11記載のガスタービン部品の
    コーティングの除去方法において、前記ハロゲンガスに
    塩素ガスを用い、酸化物及びコーティングを除去するこ
    とを特徴とするガスタービン部品のコーティングの除去
    方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001123283A (ja) * 1999-08-11 2001-05-08 General Electric Co <Ge> 緻密セラミック遮熱皮膜を表面から除去する方法
JP2001193478A (ja) * 1999-11-18 2001-07-17 General Electric Co <Ge> コーティングを施したタービン構成部品の修復
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001123283A (ja) * 1999-08-11 2001-05-08 General Electric Co <Ge> 緻密セラミック遮熱皮膜を表面から除去する方法
JP2001193478A (ja) * 1999-11-18 2001-07-17 General Electric Co <Ge> コーティングを施したタービン構成部品の修復
EP1302562A1 (en) * 2001-10-12 2003-04-16 General Electric Company Method for removing metal cladding from airfoil substrate
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