CN105121813A - 酸性水溶液是否可用的判断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种酸性水溶液是否可用的判断方法，其包括：检测酸洗处理后的酸性水溶液的溶液浓度的第一检测工序(S21)；检测所述酸洗处理后的酸性水溶液中的包含在涂层中的特定金属的浓度的第二检测工序(S23a、S23b)；当所述溶液浓度为预先设定的第一阀值以下时，重新追加酸性水溶液的浓溶液的浓溶液追加工序(S25b)；当所述特定金属的浓度为预先设定的第二阀值以上时，判断所述酸性水溶液为不可使用的判断工序(S24a、S24b)。

Description

酸性水溶液是否可用的判断方法
技术领域
本发明涉及一种用来剥离燃气轮机用构件的表面上的涂层的酸洗处理中的酸性水溶液是否可用的判断方法。
本申请要求2013年2月22日向日本提交的特愿2013-033574号专利申请的优先权，其内容通过引用的方式并入本文。
背景技术
为了提高效率，燃气轮机的工作温度年年升高。为了对应这种高温化，例如在燃气轮机叶片或燃烧器等暴露于高温状态的燃气轮机用构件的表面上，形成以隔热为目的的涂层(TBC:ThermalBarrierCoating)。
这种涂层是由在燃气轮机用构件的基材上由合金形成的中间涂层；以及在该中间涂层上由陶瓷形成的表面涂层构成。
在对工作后的燃气轮机用构件进行修补时，首先剥离形成在燃气轮机用构件的基材上的涂层，然后在基材上重新形成中间涂层与表面涂层，以此再生涂层。
例如，在专利文献1及专利文献2中，作为剥离涂层的方法，公开了一种首先依次浸渍在碱性清洗液、水、弱酸性清洗液中，然后施加加热处理，最后浸渍在强酸性清洗液(酸性水溶液)中的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2009/101690号公报
专利文献2：日本专利特开2012-62834号公报
发明概要
发明拟解决的问题
专利文献1所示的涂层的剥离方法，是通过浸渍在上述强酸性清洗液中的酸洗剥离(酸洗处理)，从而去除形成在燃气轮机用构件的表面上的涂层。该强酸性清洗液将被再利用(重复使用)。若重复再利用，则会由于涂层的溶解而导致的强酸性清洗液中溶解成分的增加，以及强酸性清洗液的溶液成分的减少等，使得清洗性能下降。
如上所述若强酸性清洗液的清洗性能下降，则形成在燃气轮机用构件的表面上的涂层有一部分不溶解，残留在涂层上。
本发明提供一种酸性水溶液是否可用的判断方法，其能够判断用来去除形成在燃气轮机用构件的表面上的涂层的酸性水溶液(强酸性清洗液)是否可用。
解决问题的方法
根据本发明的第一形态，酸性水溶液是否可用的判断方法为用来剥离燃气轮机用构件的表面上的涂层的酸洗处理中的酸性水溶液是否可用的判断方法，其包括：检测所述酸洗处理后的酸性水溶液的溶液浓度的第一检测工序；检测所述酸洗处理后的酸性水溶液中的包含在所述涂层中的特定金属的浓度的第二检测工序；当所述溶液浓度为预先设定的第一阀值以下时，重新追加酸性水溶液的浓溶液的浓溶液追加工序；当所述特定金属的浓度为预先设定的第二阀值以上时，判断所述酸性水溶液为不可使用的判断工序。
根据上述的酸性水溶液是否可用的判断方法，其包括检测酸洗处理后的酸性水溶液的溶液浓度，当溶液浓度为预先设定的第一阀值以下时，重新追加酸性水溶液的浓溶液的浓溶液追加工序。由此，能够将酸性水溶液的溶液浓度保持在超过第一阀值的状态。如上所述，通过将酸性水溶液的溶液浓度保持在超过第一阀值的状态，能够将酸性水溶液的清洗能力保持在一定以上。
酸性水溶液的浓溶液是指溶液浓度(酸浓度)比所述酸性水溶液的更高的溶液。
另外，包括检测酸洗处理后的酸性水溶液中的特定金属的浓度，当特定金属的浓度为预先设定的第二阀值以上时，判断酸性水溶液为不可使用的判断工序。由此，能够判断酸性水溶液是否还可以使用。当检测出特定金属的浓度时，说明包含在涂层中的成分溶解到酸性水溶液中了。当该特定金属的浓度为第二阀值以上时，酸性水溶液的清洗能力将下降。特定金属的浓度为例如Co、Ni、Cr、Al等金属的浓度。
在上述的是否可用的判断方法中，通过将酸性水溶液的溶液浓度保持在超过第一阀值的状态，并同时检测特定金属的浓度，从而判断酸性水溶液是否可用，因此能够判断酸性水溶液是否还可以使用。
根据本发明的第二形态，在酸性水溶液是否可用的判断方法中，还包括判断所述酸性水溶液的液量是否超过了规定量的液量判定工序。并且，在所述液量判定工序中，当判定液量为规定量以下时，包括：检测所述酸洗处理后的酸性水溶液的溶液浓度的第一检测工序；检测所述酸洗处理后的酸性水溶液中的包含在所述涂层中的特定金属的浓度的第二检测工序；当所述溶液浓度为预先设定的第一阀值以下时，重新追加酸性水溶液的浓溶液的浓溶液追加工序；当所述溶液浓度超过预先设定的第一阀值时，重新追加酸性水溶液的酸性水溶液追加工序；当所述特定金属的浓度为预先设定的第二阀值以上时，判断所述酸性水溶液为不可使用的判断工序。
在这种情况下，由于判断酸性水溶液的液量是否超过了规定量，因此当液量未满规定量时，通过追加酸性水溶液或者追加酸性水溶液的浓溶液，能够将液量保持在规定量以上。另外，通过检测特定金属的浓度，能够判断酸性水溶液是否可用。
根据本发明的第三形态，在所述第一检测工序中，检测电导率而不是所述溶液浓度，并且，在所述浓溶液追加工序中，当所述电导率为预先设定的第一阀值以下时，重新追加酸性水溶液的浓溶液。
根据本发明的第四形态，在所述第一检测工序中，检测电导率而不是所述溶液浓度，并且，在所述浓溶液追加工序中，当所述电导率为预先设定的第一阀值以下时，重新追加酸性水溶液的浓溶液，在所述酸性水溶液追加工序中，当所述电导率超过了预先设定的第一阀值时，重新追加酸性水溶液。
在这种情况下，由于检测电导率而不是溶液浓度，因此可较容易地进行第一检测工序。
根据本发明的第五形态，在所述第二检测工序中，检测比重而不是所述特定金属的浓度，并且，在所述判断工序中，当所述比重为预先设定的第二阀值以上时，判断所述酸性水溶液为不可使用。
在这种情况下，由于检测比重而不是特定金属的浓度，因此可较容易地进行第二检测工序。而且，在结构为在第一检测工序中检测电导率、在第二检测工序中检测比重的情况下，电导率以及比重的检测，可用小型装置在短时间内检测，因此可更容易地进行酸性水溶液是否可用的判断方法。
所述酸性水溶液可以是盐酸。
在这种情况下，通过添加适当的缓蚀防锈剂，可实施酸洗处理，而不会使燃气轮机用构件的质量下降，。
发明效果
根据上述的酸性水溶液是否可用的判断方法，能够判断用来去除形成在燃气轮机用构件的表面上的涂层的酸性水溶液(强酸性清洗液)是否可用。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式所涉及的酸性水溶液是否可用的判断方法的流程图。
图2是图1中的A工序的流程图。
图3是图1中的B工序的流程图。
图4是表示酸性水溶液的使用次数与Co浓度、及酸性水溶液的使用次数与盐酸浓度的关系的图。
图5是本发明的第二实施方式所涉及的酸性水溶液是否可用的判断方法的流程图。
图6是图5中的C工序的流程图。
图7是图5中的D工序的流程图。
图8是表示酸性水溶液的使用次数与比重、及酸性水溶液的使用次数与电导率的关系的图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。
首先，参照图1至图4，对第一实施方式进行说明。
本实施方式的酸性水溶液是否可用的判断方法为，例如，判断剥离形成在燃气轮机用构件如燃气轮机转子叶片、燃气轮机静子叶片、燃烧器等的表面上的涂层的酸洗处理中使用的酸性水溶液(强酸性清洗液)是否可用的判断方法。
作为酸洗处理中使用的酸性水溶液，例如可使用盐酸或氢氟酸等。这种酸性水溶液在上述的燃气轮机用构件的酸洗处理中被重复使用。被重复使用的酸性水溶液，其清洗力将因为溶液浓度的降低或涂层的溶解导致的溶解成分的增加而下降，因此需要判断酸性水溶液是否还可以使用。
在本实施方式中，酸性水溶液为盐酸。通过在该盐酸中添加适当的缓蚀防锈剂，能够防止燃气轮机用构件的质量下降。
形成在燃气轮机用构件的表面上的涂层，含有例如Co、Ni、Cr、Al、Y等元素。
图1至图3中，示出了本发明的第一实施方式所涉及的酸性水溶液是否可用的判断方法的流程图。第一实施方式的酸性水溶液是否可用的判断方法，包括例如：液量检测工序S11、液量判定工序S12、盐酸浓度检测工序S13、S21、盐酸浓度判定工序S14、S22、Co浓度检测工序S15a、S15b、S23a、S23b、判断工序S16a、S16b、S24a、S24b。
以下，对第一实施方式所涉及的酸性水溶液是否可用的判断方法的详细内容进行说明。
首先，检测酸性水溶液(盐酸)的液量(液量检测工序S11)。例如可根据酸洗剥离溶液槽的高度测量液量。
接着，判定酸性水溶液(盐酸)的液量是否超过了规定量(液量判定工序S12)。当液量为规定量以下时，进行A工序。当液量超过了规定量时，进行B工序。
(A工序)
接下来，参照图2，对A工序进行说明。
A工序中，首先，检测盐酸浓度(盐酸浓度检测工序S13)。例如，可依据JISK8180，通过中和滴定法检测盐酸浓度。
接着，判定盐酸浓度是否超过了规定值(第一阀值)(盐酸浓度判定S14)。当盐酸浓度超过了规定值时，进行检测Co浓度的Co浓度检测工序S15a。当盐酸浓度为规定值以下时，进行检测Co浓度的Co浓度检测工序S15b。例如，可用电感耦合等离子体原子发射光谱法检测Co浓度。
在Co浓度检测工序S15a中，当Co浓度未满基准值(第二阀值)时，追加酸性水溶液(盐酸)，使酸性水溶液的液量超过规定量(酸性水溶液追加工序S17a)，并再次回到液量检测工序S11。在Co浓度检测工序S15a中，当Co浓度为基准值以上时，判断酸性水溶液(盐酸)为不可使用(判断工序S16a)。如上所述，当判断酸性水溶液为不可使用时，本实施方式所涉及的酸性水溶液是否可用的判断方法结束。
在Co浓度检测工序S15b中，当Co浓度未满基准值时，追加酸性水溶液(盐酸)的浓溶液(浓溶液追加工序S17b)，并再次回到盐酸浓度检测工序S13。在Co浓度检测工序S15b中，当Co浓度为基准值以上时，判断酸性水溶液(盐酸)为不可使用(判断工序S16b)。
浓溶液是指酸浓度比酸性水溶液的更高的溶液。本实施方式中，是指盐酸浓度比作为酸性水溶液而使用的盐酸的更高的溶液。
(B工序)
接下来，参照图3，对B工序进行说明。
B工序中，与A工序相同，首先检测盐酸浓度(盐酸浓度检测工序S21)。
接着，判定盐酸浓度是否超过了规定值(第一阀值)(盐酸浓度判定S22)。当盐酸浓度超过了规定值时，进行检测Co浓度的Co浓度检测工序S23a。当盐酸浓度为规定值以下时，进行检测Co浓度的Co浓度检测工序S23b。
在Co浓度检测工序S23a中，当Co浓度未满基准值(第二阀值)时，判断酸性水溶液还可使用。在Co浓度检测工序S23a中，当Co浓度为基准值以上时，判断酸性水溶液为不可使用(判断工序S24a)。
在Co浓度检测工序S23b中，当Co浓度未满基准值时，追加酸性水溶液的浓溶液(浓溶液追加工序S25b)，并再次回到盐酸浓度检测工序S21。在Co浓度检测工序S23b中，当Co浓度为基准值以上时，判断酸性水溶液为不可使用(判断工序S24b)。
图4中，示出了酸性水溶液的使用次数与在Co浓度检测工序S23a、S23b中检测出的Co浓度的关系，及酸性水溶液的使用次数与在盐酸浓度检测工序S21中检测出的盐酸浓度的关系。在图4中，用点划线示出了盐酸浓度的规定值，及Co浓度的基准值。图4中，到满足盐酸浓度的规定值及Co浓度的基准值的n1次为止，酸性水溶液为可以使用。到n1次为止能够良好地酸洗涂层，但是如果超过n1次则会有涂层未完全溶解掉。
盐酸浓度的规定值及Co浓度的基准值，可根据燃气轮机用构件的大小、涂层的厚度等，预先任意地设定。
根据如上所述的本发明的第一实施方式所涉及的酸性水溶液是否可用的判断方法，包括：检测酸洗处理后的酸性水溶液即盐酸的盐酸浓度，当盐酸浓度未满规定值时，重新追加盐酸的浓溶液的浓溶液追加工序S17b、S25b。由此，将酸性水溶液(盐酸)的溶液浓度(盐酸浓度)保持在超过规定值的状态。如上所述，通过将酸性水溶液的溶液浓度保持在超过规定值的状态，能够将酸性水溶液的清洗能力保持在一定以上。
另外，包括检测酸洗处理后的酸性水溶液中的Co浓度，当该Co浓度超过了基准值时，将酸性水溶液判断为不可使用的判断工序S16a、S16b、S24a、S24b。由此，能够判断酸性水溶液是否还可以使用。当在酸性水溶液中检测出Co时，说明包含在涂层中的成分溶解到酸性水溶液中。当Co浓度超过基准值时，酸性水溶液的清洗能力将下降。
如上所述，在本实施方式的酸性水溶液是否可用的判断方法中，通过将酸性水溶液(盐酸)的溶液浓度(盐酸浓度)保持在规定值以上，并同时检测Co浓度，从而判断酸性水溶液(盐酸)是否可用，因此能够判断酸性水溶液是否还可以使用。
在本实施方式中，还包括判断所述酸性水溶液的液量是否超过规定量的液量判定工序S12。由此，当液量未满规定量时，追加酸性水溶液，能够将液量保持在规定量以上。另外，当该液量判定工序S12之后，判定Co浓度为基准值以上时，可判断为酸性水溶液不可使用。
在第一实施方式中，对检测Co浓度的情况进行了说明，但也可以检测例如包含在涂层中的Ni、Cr、Al等特定金属的浓度。
(第二实施方式)
接下来，对本発明的第二实施方式所涉及的酸性水溶液是否可用的判断方法进行说明。
第二实施方式除了用检测酸性水溶液的Co浓度来代替检测比重，及用检测酸性水溶液的盐酸浓度来代替检测电导率以外，与第一实施方式结构相同。
图5至图7中，示出了第二实施方式所涉及的酸性水溶液是否可用的判断方法的流程图。第二实施方式的酸性水溶液是否可用的判断方法，包括例如：液量检测工序S111、液量判定工序S112、电导率检测工序S113、S121、电导率判定工序S114、S122、比重检测工序S115a、S115b、S123a、S123b、判断工序S116a、S116b、S124a、S124b。
以下，对第二实施方式所涉及的酸性水溶液是否可用的判断方法的详细内容进行说明。
首先，检测酸性水溶液的液量(液量检测工序S111)。
接着，判定液量是否超过了规定量(液量判定工序S112)。当液量为规定量以下时，进行C工序。当液量超过了规定量时，进行D工序。
(C工序)
接下来，参照图6，对C工序进行说明。
C工序中，首先，检测酸性水溶液的电导率(电导率检测工序S113)。例如，能够利用铂黑电极法检测电导率。
接着，判定电导率是否超过了规定值(第一阀值)(电导率判定工序S114)。当电导率超过了规定值时，进行检测酸性水溶液的比重的比重检测工序S115a。当电导率为规定值以下时，进行检测酸性水溶液的比重的比重检测工序S115b。具体而言，例如可利用重量法或浮标计测定比重。
在比重检测工序S115a中，当比重未满基准值(第二阀值)时，追加酸性水溶液，使酸性水溶液的液量超过规定量(酸性水溶液追加工序S117a)，并再次回到液量检测工序S111。在比重检测工序S115a中，当比重为基准值以上时，判断酸性水溶液为不可使用(判断工序S116a)。如上所述，当判断酸性水溶液为不可使用时，本实施方式所涉及的酸性水溶液是否可用的判断方法结束。
在比重检测工序S115b中，当比重未满基准值时，追加酸性水溶液(盐酸)的浓溶液(浓溶液追加工序S117b)，并再次回到电导率检测工序S113。在比重检测工序S115b中，当比重为基准值以上时，判断酸性水溶液为不可使用(判断工序S116b)。
(D工序)
接下来，参照图7，对D工序进行说明。
D工序中，与C工序相同，首先检测电导率(电导率检测工序S121)。
接着，判定电导率是否超过了规定值(第一阀值)(电导率判定工序S122)。当电导率超过了规定值时，进行检测酸性水溶液的比重的比重检测工序S123a。当电导率为规定值以下时，进行检测酸性水溶液的比重的比重检测工序S123b。
在比重检测工序S123a中，当比重未满基准值(第二阀值)时，判断酸性水溶液还可使用。在比重检测工序S123a中，当比重为基准值以上时，判断酸性水溶液为不可使用(判断工序S124a)。
在比重检测工序S123b中，当比重未满基准值时，追加酸性水溶液的浓溶液，并再次回到盐酸浓度检测工序S121。在比重检测工序S123b中，当比重为基准值以上时，判断酸性水溶液为不可使用(判断工序S124b)。
图8中，显示了酸性水溶液的使用次数与在电导率检测工序S121中检测出的电导率的关系，及酸性水溶液的使用次数与在比重检测工序S123a、S123b中检测出的比重的关系。在图8中，用点划线表示了电导率的规定值，及比重的基准值。图8中，可得知到满足电导率的规定值及比重的基准值的n2次为止，酸性水溶液为可以使用。
电导率的规定值及比重的基准值，可根据燃气轮机用构件的大小、涂层的厚度等，预先任意地设定。
根据如上所述的第二实施方式所涉及的酸性水溶液是否可用的判断方法，其具有与第一实施方式的酸性水溶液是否可用的判断方法相同的效果。
在第二实施方式中，检测电导率及比重。电导率及比重的检测，可用小型装置在短时间内检测，因此可更容易地进行酸性水溶液是否可用的判断方法。
以上，对本发明的实施方式，即酸性水溶液是否可用的判断方法进行了说明，但是本发明不仅限于此，可在不超出其发明的技术思想的范围内可适当进行变更。
上述实施的方式中，对在第一实施方式中检测Co浓度及盐酸浓度，在第二实施方式中检测比重及电导率的情况进行了说明，但也可检测Co浓度及电导率，比重及盐酸浓度。在这种情况下，也具有与上述实施方式相同的效果。
上述事实的方式中，对酸性水溶液是否可用的判断方法包括液量判定工序的情况进行了说明，但也可以不包括液量判定工序。
上述事实的方式中，对在检测盐酸浓度或者电导率之后，检测Co浓度(特定金属的浓度)或者比重的情况进行了说明，但也可以在检测Co浓度(特定金属的浓度)或者比重之后，检测盐酸浓度或者电导率。
工业实用性
根据上述的酸性水溶液是否可用的判断方法，能够判断用来去除形成在燃气轮机用构件的表面上的涂层的酸性水溶液(强酸性清洗液)是否可用。

Claims (6)

1.一种酸性水溶液是否可用的判断方法，其为用来剥离燃气轮机用构件的表面上的涂层的酸洗处理中的酸性水溶液是否可用的判断方法，包括：
检测所述酸洗处理后的酸性水溶液的溶液浓度的第一检测工序；
检测所述酸洗处理后的酸性水溶液中的包含在所述涂层中的特定金属的浓度的第二检测工序；
当所述溶液浓度为预先设定的第一阀值以下时，重新追加酸性水溶液的浓溶液的浓溶液追加工序；
当所述特定金属的浓度为预先设定的第二阀值以上时，判断所述酸性水溶液为不可使用的判断工序。
2.如权利要求1所述的酸性水溶液是否可用的判断方法，其还包括判断所述酸性水溶液的液量是否超过规定量的液量判定工序，
并且，在所述液量判定工序中，当判定液量为规定量以下时，包括：
检测所述酸洗处理后的酸性水溶液的溶液浓度的第一检测工序；
检测所述酸洗处理后的酸性水溶液中的包含在所述涂层中的特定金属的浓度的第二检测工序；
当所述溶液浓度为预先设定的第一阀值以下时，重新追加酸性水溶液的浓溶液的浓溶液追加工序；
当所述溶液浓度超过预先设定的第一阀值时，重新追加酸性水溶液的酸性水溶液追加工序；
当所述特定金属的浓度为预先设定的第二阀值以上时，判断所述酸性水溶液为不可使用的判断工序。
3.如权利要求1所述的酸性水溶液是否可用的判断方法，其中，在所述第一检测工序中，检测电导率而不是所述溶液浓度，并且，
在所述浓溶液追加工序中，当所述电导率为预先设定的第一阀值以下时，重新追加酸性水溶液的浓溶液。
4.如权利要求2所述的酸性水溶液是否可用的判断方法，其中，在所述第一检测工序中，检测电导率而不是所述溶液浓度，并且，
在所述浓溶液追加工序中，当所述电导率为预先设定的第一阀值以下时，重新追加酸性水溶液的浓溶液，
在所述酸性水溶液追加工序中，当所述电导率超过了预先设定的第一阀值时，重新追加酸性水溶液。
5.如权利要求1～4中任一项所述的酸性水溶液是否可用的判断方法，其中，在所述第二检测工序中，检测比重而不是所述特定金属的浓度，并且，
在所述判断工序中，当所述比重为预先设定的第二阀值以上时，判断所述酸性水溶液为不可使用。
6.如权利要求1～5中任一项所述的酸性水溶液是否可用的判断方法，其中，所述酸性水溶液为盐酸。
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