DE112014000960B4

DE112014000960B4 - Verfahren zur Bestimmung, ob eine säurehaltige wässrige Lösung für eine Beizbehandlung brauchbar ist

Info

Publication number: DE112014000960B4
Application number: DE112014000960.1T
Authority: DE
Inventors: Tetsuji Kawakami; Hiroyuki Mitsui; Yoshiyuki Inoue
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2014-02-07
Publication date: 2023-12-28
Anticipated expiration: 2034-02-08
Also published as: US9612218B2; US20150355123A1; CN105121813A; CN105121813B; JP2014163261A; KR20150097734A; KR101720447B1; WO2014129324A1; DE112014000960T5

Abstract

Verfahren zur Bestimmung, ob eine säurehaltige wässrige Lösung für eine Beizbehandlung brauchbar ist, bei der eine Beschichtungslage auf einer Oberfläche eines Elements für eine Gasturbine abgelöst wird, wobei das Verfahren die nachfolgenden Schritte umfasst:einen ersten Bestimmungsschritt (S12, S112) in Form des Bestimmens, ob ein Flüssigkeitsvolumen der säurehaltigen wässrigen Lösung ein festgelegtes Volumen überschreitet;einen ersten Messschritt (S13, S21) in Form des Messens der Säurekonzentration der säurehaltigen wässrigen Lösung nach der Beizbehandlung;einen zweiten Bestimmungsschritt (S14, S22) in Form des Bestimmens, ob die Säurekonzentration der säurehaltigen wässrigen Lösung einen vorgegebenen Schwellenwert für die Säurekonzentration überschreitet;einen zweiten Messschritt (S15a, S15b, S23a, S23b) in Form des Messens der Konzentration eines gelösten Metalls in der säurehaltigen wässrigen Lösung nach der Beizbehandlung, wobei das Metall in der Beschichtungslage enthalten ist;einen dritten Bestimmungsschritt (S16a, S16b, S24a, S24b) in Form des Bestimmens, ob die Konzentration des gelösten Metalls in der säurehaltigen wässrigen Lösung einen vorgegebenen Schwellenwert für die Konzentration des gelösten Metalls überschreitet;einen Zugabeschritt einer konzentrierten Lösung (S17b, S25b) in Form des Nachdosierens einer konzentrierten säurehaltigen wässrigen Lösung, wenn die Säurekonzentration der säurehaltigen wässrigen Lösung gleich oder geringer als der vorgegebene Schwellenwert für die Säurekonzentration ist und die Konzentration des gelösten Metalls in der säurehaltigen wässrigen Lösung geringer als der vorgegebene Schwellenwert für die Konzentration des gelösten Metalls ist;einen Zugabeschritt einer säurehaltigen wässrigen Lösung (S17a) in Form des Nachdosierens einer säurehaltigen wässrigen Lösung, wenn das Flüssigkeitsvolumen der säurehaltigen wässrigen Lösung gleich oder weniger als das festgelegte Volumen ist, die Säurekonzentration der säurehaltigen wässrigen Lösung den vorgegebenen Schwellenwert für die Säurekonzentration überschreitet und die Konzentration des gelösten Metalls in der säurehaltigen wässrigen Lösung geringer als der Schwellenwert für die Konzentration des gelösten Metalls ist; undeinen Festlegungsschritt in Form des Festlegens, dass die säurehaltige wässrige Lösung unabhängig von der Säurekonzentration unbrauchbar ist, wenn die Konzentration des gelösten Metalls in der säurehaltigen wässrigen Lösung gleich oder höher als der Schwellenwert für die Konzentration des gelösten Metalls ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bestimmen, ob eine säurehaltige wässrige Lösung bei der Beizbehandlung brauchbar ist, die eine Beschichtungslage auf der Oberfläche eines Elements für Gasturbinen ablöst.
Stand Der Technik
Die Betriebstemperatur von Gasturbinen ist von Jahr zu Jahr zum Zweck der Effizienzverbesserung gestiegen. Um auf derartige Temperaturanstiege zu reagieren, wird eine Beschichtungslage zum Zweck des Hitzeschutzes (TBC, Thermal Barrier Coating (Wärmedämmbeschichtung)) auf der Oberfläche von Elementen für Gasturbinen gebildet, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind, beispielsweise Gasturbinenblättern, Brennkammern.
Derartige Beschichtungslagen sind von einer Unterbeschichtungslage, die aus einer Legierung auf dem Grundmaterial eines Elements für Gasturbinen gebildet ist, und einer oberen Beschichtungslage, die aus einem keramischen Material auf der Unterbeschichtungslage gebildet ist, konfiguriert.
Beim Reparieren eines Elements für Gasturbinen nach Betrieb wird die Beschichtungslage, die auf dem Grundmaterial des Elements für Gasturbinen gebildet ist, abgelöst, und dann wird eine Beschichtungslage regeneriert, indem eine Unterbeschichtungslage und eine obere Beschichtungslage auf dem Grundmaterial neu gebildet werden.
Als ein Verfahren zum Ablösen einer Beschichtungslage offenbaren beispielsweise Patentdokument 1 und Patentdokument 2 ein Verfahren, wobei ein Element nacheinander in eine Alkaliwaschlösung, Wasser und eine schwache säurehaltige Waschlösung eingetaucht wird und dann, nachdem eine Wärmebehandlung durchgeführt wurde, in eine starke säurehaltige Waschlösung (säurehaltige wässrige Lösung) eingetaucht wird.
Liste der Patentschriften
Patentliteratur

Patentdokument 1: WO 2009/ 101 690 A1
Patentdokument 2: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. JP 2012 - 062 834 A

Als weiterer Stand der Technik sind bekannt:

Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
In dem Verfahren zum Ablösen einer Beschichtungslage, das in Patentdokument 1 offenbart ist, wird die Beschichtungslage, die auf der Oberfläche eines Elements für Gasturbinen gebildet ist, durch Ablösen über Abbeizen (Beizbehandlung) entfernt, wobei das Element für Gasturbinen in die oben genannte starke säurehaltige Waschlösung eingetaucht wird. Diese starke säurehaltige Waschlösung wird wiederverwendet (wiederholt verwendet). Wenn die starke säurehaltige Waschlösung wiederholt wiederverwendet wird, nehmen die gelösten Komponenten in der starken säurehaltigen Waschlösung aufgrund der Auflösung der Beschichtungslage zu und die Lösungskomponente der starken säurehaltigen Waschlösung nimmt ab, und es kommt zu Einbußen in der Waschleistung.
Wenn es auf diese Weise zu Einbußen in der Waschleistung der starken säurehaltigen Waschlösung kommt, besteht die Möglichkeit, dass die auf der Oberfläche des Elements für Gasturbinen gebildete Beschichtungslage teilweise ungelöst bleibt und die Beschichtungslage verbleibt.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Bestimmen bereit, ob eine säurehaltige wässrige Lösung (starke säurehaltige Waschlösung), die eine auf der Oberfläche eines Elements für Gasturbinen gebildete Beschichtungslage entfernt, brauchbar ist.
Lösung für das Problem
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen weitere vorteilhafte Aspekte der Erfindung.
Erfindungsgemäß kann die Lösungskonzentration der säurehaltigen wässrigen Lösung in einem Zustand beibehalten werden, in dem die Lösungskonzentration den ersten Schwellenwert überschreitet. Durch derartiges Beibehalten der Lösungskonzentration der säurehaltigen wässrigen Lösung in einem Zustand, in dem die Lösungskonzentration den ersten Schwellenwert überschreitet, kann die Waschfähigkeit der säurehaltigen wässrigen Lösung auf oder über einem bestimmten Niveau gehalten werden. Eine konzentrierte säurehaltige wässrige Lösung ist eine Lösung, deren Lösungskonzentration (Säurekonzentration) höher ist als die der zuvor erwähnten säurehaltigen wässrigen Lösung.
Ferner umfasst das Verfahren einen Bestimmungsschritt des Erkennens einer Konzentration eines spezifischen Metalls in der säurehaltigen wässrigen Lösung nach der Beizbehandlung und des Bestimmens, dass die säurehaltige wässrige Lösung unbrauchbar ist, wenn die Konzentration des spezifischen Metalls gleich oder größer als ein vorgegebener zweiter Schwellenwert ist. Als eine Folge kann bestimmt werden, ob die säurehaltige wässrige Lösung weiter verwendet werden kann. Wenn eine Konzentration eines spezifischen Metalls erkannt wird, bedeutet dies, dass die in der Beschichtungslage enthaltene Komponente in die säurehaltige wässrige Lösung ausgewaschen ist. Wenn die Konzentration des spezifischen Metalls gleich oder größer als der zweite Schwellenwert ist, sinkt die Waschfähigkeit der säurehaltigen wässrigen Lösung. Die Konzentration des spezifischen Metalls ist beispielsweise die Konzentration eines Metalls, wie Co, Ni, Cr oder Al. In dem obigen Verfahren zum Bestimmen, ob eine säurehaltige wässrige Lösung brauchbar ist, wird die Lösungskonzentration der säurehaltigen wässrigen Lösung in einem Zustand beibehalten, in dem die Lösungskonzentration den ersten Schwellenwert überschreitet, und zusätzlich kann bestimmt werden, ob die säurehaltige wässrige Lösung brauchbar ist, indem die Konzentration eines spezifischen Metalls erkannt wird. Daher ist es möglich zu bestimmen, ob die säurehaltige wässrige Lösung weiter verwendet werden kann.
Wenn Fall bestimmt wird, ob das Flüssigkeitsvolumen der säurehaltigen wässrigen Lösung ein festgelegtes Volumen überschreitet, kann das Flüssigkeitsvolumen auf oder über dem festgelegten Volumen gehalten werden, indem säurehaltige wässrige Lösung zugegeben wird oder indem eine konzentrierte säurehaltige wässrige Lösung zugegeben wird, wenn das Flüssigkeitsvolumen geringer als das festgelegte Volumen ist. Ferner kann bestimmt werden, ob die säurehaltige wässrige Lösung brauchbar ist, indem die Konzentration eines spezifischen Metalls erkannt wird.
Bevorzugt kann der erste Erkennungsschritt einfacher durchgeführt werden, wenn die elektrische Leitfähigkeit statt Lösungskonzentration erkannt wird.
Der zweite Erkennungsschritt kann einfacher durchgeführt werden, wenn die relative Dichte statt einer Konzentration eines spezifischen Metalls erkannt wird. Bei einer derartigen Konfiguration, dass elektrische Leitfähigkeit im ersten Erkennungsschritt erkannt wird und relative Dichte im zweiten Erkennungsschritt erkannt wird, kann das Verfahren zum Bestimmen, ob eine säurehaltige wässrige Lösung brauchbar ist, einfacher durchgeführt werden, weil elektrische Leitfähigkeit und relative Dichte in kürzerer Zeit unter Verwendung kompakter Geräte erkannt werden können.
Wenn bevorzugt die säurehaltige wässrige Lösung Salzsäure ist, kann eine Beizbehandlung ohne Verschlechtern der Elemente für Gasturbinen durch Hinzufügen eines geeigneten Korrosions- und Rosthemmers durchgeführt werden.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß dem obigen Verfahren zum Bestimmen, ob eine säurehaltige wässrige Lösung brauchbar ist, kann bestimmt werden, ob eine säurehaltige wässrige Lösung (starke säurehaltige Waschlösung), die eine auf der Oberfläche eines Elements für Gasturbinen gebildete Beschichtungslage entfernt, brauchbar ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen

1 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen, ob eine säurehaltige wässrige Lösung brauchbar ist, gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Flussdiagramm von Schritt A in 1.
3 ist ein Flussdiagramm von Schritt B in 1.
4 ist eine Zeichnung, die die Beziehung zwischen der Anzahl der Verwendungen einer säurehaltigen wässrigen Lösung und der Co-Konzentration und die Beziehung zwischen der Anzahl der Verwendungen einer säurehaltigen wässrigen Lösung und der Salzsäurekonzentration veranschaulicht.
5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen, ob eine säurehaltige wässrige Lösung brauchbar ist, gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist ein Flussdiagramm von Schritt C in 5.
7 ist ein Flussdiagramm von Schritt D in 5.
8 ist eine Zeichnung, die die Beziehung zwischen der Anzahl der Verwendungen einer säurehaltigen wässrigen Lösungen und der relativen Dichte und die Beziehung zwischen der Anzahl der Verwendungen einer säurehaltigen wässrigen Lösung und der elektrischen Leitfähigkeit veranschaulicht.

Beschreibung Von Ausführungsformen
(Erste Ausführungsform)
Unten stehend werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Zunächst wird die erste Ausführungsform mit Bezugnahme auf 1 bis 4 beschrieben.
Das Verfahren zum Bestimmen, ob eine säurehaltige wässrige Lösung brauchbar ist, der vorliegenden Ausführungsform ist ein Verfahren zum Bestimmen, ob eine säurehaltige wässrige Lösung (starke säurehaltige Waschlösung), die in der Beizbehandlung verwendet wird, die eine auf der Oberfläche eines Elements für Gasturbinen (Gasturbinenblätter, Gasturbinenschaufeln, Verbrennungskammern und dergleichen) gebildete Beschichtungslage ablöst, brauchbar ist.
Beispiele der in der Beizbehandlung verwendeten säurehaltigen wässrigen Lösung umfassen Salzsäure, Flusssäure und dergleichen. Dieser Typ säurehaltiger wässriger Lösung wird wiederholt in der Beizbehandlung des obigen Elements für Gasturbinen verwendet. In einer wiederholt verwendeten säurehaltigen wässrigen Lösung ist die Bestimmung erforderlich, ob die säurehaltige wässrige Lösung weiter verwendet werden kann, weil die Waschkraft aufgrund einer geminderten Lösungskonzentration und vermehrten gelösten Komponenten aufgrund der Auflösung der Beschichtungslage sinkt. In der vorliegenden Ausführungsform ist die säurehaltige wässrige Lösung Salzsäure. Die Verschlechterung von Elementen für Gasturbinen kann durch Zugeben eines geeigneten Korrosions- und Rosthemmers zu Salzsäure verhindert werden.
Die auf der Oberfläche der Elemente für Gasturbinen gebildete Beschichtungslage enthält beispielsweise Co, Ni, Cr, Al, Y und dergleichen.
1 bis 3 sind Flussdiagramme des Verfahrens zum Bestimmen, ob eine säurehaltige wässrige Lösung brauchbar ist, gemäß der ersten Ausführungsform. Das Verfahren zum Bestimmen, ob eine säurehaltige wässrige Lösung brauchbar ist, gemäß der ersten Ausführungsform umfasst zum Beispiel einen Flüssigkeitsvolumen-Erkennungsschritt S11, einen Flüssigkeitsvolumen-Bestimmungsschritt S12, Salzsäurekonzentrations-Erkennungsschritte S13 und S21, Salzsäurekonzentrations-Bestimmungsschritte S14 und S22, Co-Konzentrations-Erkennungsschritte S15a, S15b, S23a und S23b sowie Bestimmungsschritte S16a, S16b, S24a und S24b.
Einzelheiten des Verfahrens zum Bestimmen, ob eine säurehaltige wässrige Lösung brauchbar ist, gemäß der ersten Ausführungsform werden unten stehend beschrieben.
Zunächst wird das Flüssigkeitsvolumen der säurehaltigen wässrigen Lösung (Salzsäure) erkannt (Flüssigkeitsvolumen-Erkennungsschritt S11). Das Flüssigkeitsvolumen kann beispielsweise anhand der Höhe des Beizbehandlungs-Lösungstanks gemessen werden.
Dann wird bestimmt, ob das Flüssigkeitsvolumen der säurehaltigen wässrigen Lösung (Salzsäure) ein festgelegtes Volumen überschreitet (Flüssigkeitsvolumen-Bestimmungsschritt S12). Wenn das Flüssigkeitsvolumen gleich oder geringer als das festgelegte Volumen ist, wird Schritt A durchgeführt. Wenn das Flüssigkeitsvolumen das festgelegte Volumen überschreitet, wird Schritt B durchgeführt.
(Schritt A)
Schritt A wird unten stehend unter Verwendung von 2 beschrieben. In Schritt A wird zunächst die Salzsäurekonzentration erkannt (Salzsäurekonzentrations-Erkennungsschritt S13). Die Salzsäurekonzentration kann beispielsweise durch das neutrale Titrationsverfahren gemäß JIS K8180 erkannt werden.
Dann wird bestimmt, ob die Salzsäurekonzentration einen festgelegten Wert (erster Schwellenwert) überschreitet (Salzsäurekonzentrations-Bestimmung S14). Wenn die Salzsäurekonzentration den festgelegten Wert überschreitet, wird ein Co-Konzentrations-Erkennungsschritt S15a durchgeführt, in dem die Co-Konzentration erkannt wird. Wenn die Salzsäurekonzentration gleich oder geringer als der festgelegte Wert ist, wird ein Co-Konzentrations-Erkennungsschritt S15b durchgeführt, in dem die Co-Konzentration erkannt wird. Die Co-Konzentration kann beispielsweise durch ICP-Atomemissionsspektrometrie erkannt werden.
Wenn im Co-Konzentrations-Erkennungsschritt S15a die Co-Konzentration niedriger als ein Referenzwert (zweiter Grenzwert) ist, wird eine säurehaltige wässrige Lösung (Salzsäure) derart hinzugefügt, dass das Flüssigkeitsvolumen der säurehaltigen wässrigen Lösung ein festgelegtes Volumen überschreitet (Zugabeschritt der säurehaltigen wässrigen Lösung S17a), und der Prozess kehrt erneut zum Flüssigkeitsvolumen-Erkennungsschritt S11 zurück. Im Co-Konzentrations-Erkennungsschritt S15a, wenn die Co-Konzentration gleich oder größer als der Referenzwert ist, wird bestimmt, dass die säurehaltige wässrige Lösung (Salzsäure) unbrauchbar ist (Bestimmungsschritt S16a). Wenn auf diese Weise bestimmt wird, dass die säurehaltige wässrige Lösung unbrauchbar ist, endet das Verfahren zum Bestimmen, ob eine säurehaltige wässrige Lösung brauchbar ist, gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Wenn im Co-Konzentrations-Erkennungsschritt S15b die Co-Konzentration niedriger als der Referenzwert ist, wird eine konzentrierte säurehaltige wässrige Lösung (Salzsäure) zugegeben (Zugabeschritte der konzentrierten Lösung S17b) und der Prozess kehrt wieder zum Salzsäurekonzentrations-Erkennungsschritt S13 zurück. Wenn im Co-Konzentrations-Erkennungsschritt S15b die Co-Konzentration gleich oder größer als der Referenzwert ist, wird bestimmt, dass die säurehaltige wässrige Lösung (Salzsäure) unbrauchbar ist (Bestimmungsschritt S16b).
Eine konzentrierte Lösung bezieht sich auf eine Lösung, deren Säurekonzentration höher ist als die der säurehaltigen wässrigen Lösung. In der vorliegenden Ausführungsform bezieht sich die konzentrierte Lösung auf eine Lösung mit einer höheren Salzsäurekonzentration als die der Salzsäure, die als die säurehaltige wässrige Lösung verwendet wird.
(Schritt B)
Schritt B wird unten stehend unter Verwendung von 3 beschrieben. In Schritt B wird ähnlich wie in Schritt A zunächst die Salzsäurekonzentration erkannt (Salzsäurekonzentrations-Erkennungsschritt S21). Dann wird bestimmt, ob die Salzsäurekonzentration einen festgelegten Wert (erster Schwellenwert) überschreitet (Salzsäurekonzentrations-Bestimmung S22). Wenn die Salzsäurekonzentration den festgelegten Wert überschreitet, wird ein Co-Konzentrations-Erkennungsschritt S23a durchgeführt, in dem die Co-Konzentration erkannt wird. Wenn die Salzsäurekonzentration gleich oder geringer als der festgelegte Wert ist, wird ein Co-Konzentrations-Erkennungsschritt S23b durchgeführt, in dem die Co-Konzentration erkannt wird.
Wenn im Co-Konzentrations-Erkennungsschritt S23a die Co-Konzentration niedriger als ein Referenzwert (zweiter Schwellenwert) ist, wird bestimmt, dass eine säurehaltige wässrige Lösung weiter verwendet werden kann. Wenn im Co-Konzentrations-Erkennungsschritt S23a die Co-Konzentration gleich oder größer als der Referenzwert ist, wird bestimmt, dass die säurehaltige wässrige Lösung unbrauchbar ist (Bestimmungsschritt S24a).
Wenn im Co-Konzentrations-Erkennungsschritt S23b die Co-Konzentration niedriger als der Referenzwert ist, wird eine konzentrierte säurehaltige wässrige Lösung zugegeben (Zugabeschritte der konzentrierten Lösung S25b), und der Prozess kehrt wieder zum Salzsäurekonzentrations-Erkennungsschritt S21 zurück. Wenn im Co-Konzentrations-Erkennungsschritt S23b die Co-Konzentration gleich oder größer als der Referenzwert ist, wird bestimmt, dass die säurehaltige wässrige Lösung unbrauchbar ist (Bestimmungsschritt S24b).
4 veranschaulicht die Beziehung zwischen der Anzahl der Verwendungen der säurehaltigen wässrigen Lösung und der Co-Konzentration, die in den Co-Konzentrations-Erkennungsschritten S23a und S23b erkannt wird, und die Beziehung zwischen der Anzahl der Verwendungen der säurehaltigen wässrigen Lösung und der Salzsäurekonzentration, die im Salzsäurekonzentrations-Erkennungsschritt S21 erkannt wird. In 4 sind der festgelegte Wert der Salzsäurekonzentration und der Referenzwert der Co-Konzentration durch eine einzelne Punkt-Strich-Linie angezeigt. In 4 kann die säurehaltige wässrige Lösung bis zu n1-mal verwendet werden, was unter dem festgelegten Wert der Salzsäurekonzentration und dem Referenzwert der Co-Konzentration liegt. Die Beschichtungslage kann erfolgreich bis zu n1-mal gebeizt werden, aber wenn n1-mal überschritten wird, bleibt die Beschichtungslage ungelöst.
Der festgelegte Wert der Salzsäurekonzentration und der Referenzwert der Co-Konzentration können optional gemäß der Größe des Elements für Gasturbinen, der Dicke der Beschichtungslage und dergleichen im Voraus festgelegt werden.
Gemäß dem Verfahren zum Bestimmen, ob eine säurehaltige wässrige Lösung brauchbar ist, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die oben beschrieben ist, umfasst das Verfahren Zugabeschritte der konzentrierten Lösung S17b und S25b, in denen die Salzsäurekonzentration von Salzsäure, die die säurehaltige wässrige Lösung nach Beizbehandlung ist, und wenn die Salzsäurekonzentration geringer als ein festgelegter Wert ist, wird konzentrierte Salzsäure neu zugegeben. Als eine Folge wird die Lösungskonzentration (Salzsäurekonzentration) der säurehaltigen wässrigen Lösung (Salzsäure) in einem Zustand beibehalten, in dem die Lösungskonzentration den festgelegten Wert überschreitet. Durch derartiges Beibehalten der Lösungskonzentration der säurehaltigen wässrigen Lösung in einem Zustand, in dem die Lösungskonzentration den festgelegten Wert überschreitet, kann die Waschfähigkeit der säurehaltigen wässrigen Lösung auf oder über einem bestimmten Niveau gehalten werden.
Ferner umfasst das Verfahren die Bestimmungsschritte S16a, S16b, S24a und S24b, in denen die Co-Konzentration in der säurehaltigen wässrigen Lösung nach Beizbehandlung bestimmt wird, und, wenn die Co-Konzentration einen Referenzwert überschreitet, wird bestimmt, dass die säurehaltige wässrige Lösung unbrauchbar ist. Als eine Folge kann bestimmt werden, ob die säurehaltige wässrige Lösung weiter verwendet werden kann. Wenn Co in der säurehaltigen wässrigen Lösung erkannt wird, bedeutet dies, dass die in der Beschichtungslage enthaltene Komponente in die säurehaltige wässrige Lösung ausgewaschen ist. Wenn die Co-Konzentration den Referenzwert überschreitet, sinkt die Waschfähigkeit der säurehaltigen wässrigen Lösung.
Wie oben beschrieben, wird bei dem Verfahren zum Bestimmen, ob eine säurehaltige wässrige Lösung brauchbar ist, der vorliegenden Ausführungsform die Lösungskonzentration (Salzsäurekonzentration) der säurehaltigen wässrigen Lösung (Salzsäure) auf oder über einem vorgegebenen Wert beibehalten, und zudem kann bestimmt werden, ob die säurehaltige wässrige Lösung (Salzsäure) brauchbar ist, indem die Co-Konzentration erkannt wird. Daher ist es möglich zu bestimmen, ob die säurehaltige wässrige Lösung weiter verwendet werden kann.
In der vorliegenden Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner einen Flüssigkeitsvolumen-Bestimmungsschritt S12, in dem bestimmt wird, ob das Flüssigkeitsvolumen der säurehaltigen wässrigen Lösung ein festgelegtes Volumen überschreitet. Als eine Folge kann das Flüssigkeitsvolumen auf oder über dem festgelegten Wert beibehalten werden, indem eine säurehaltige wässrige Lösung zugegeben wird, wenn das Flüssigkeitsvolumen niedriger als das festgelegte Volumen ist. Nach dem Flüssigkeitsvolumen-Bestimmungsschritt S12, kann ferner auch bestimmt werden, dass die säurehaltige wässrige Lösung unbrauchbar ist, wenn bestimmt wird, dass die Co-Konzentration geringer als der Referenzwert ist.
In der ersten Ausführungsform wurde der Fall beschrieben, in dem die Co-Konzentration erkannt wird, aber es kann auch die Konzentration eines spezifischen Metalls wie beispielsweise Ni, Cr, Al erkannt werden, das in der Beschichtungslage enthalten ist.
(Zweite Ausführungsform)
Als nächstes wird ein Verfahren zum Bestimmen, ob eine säurehaltige wässrige Lösung brauchbar ist, gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die zweite Ausführungsform ist auf dieselbe Weise wie die erste Ausführungsform konfiguriert, außer dass die relative Dichte statt der Co-Konzentration der säurehaltigen wässrigen Lösung erkannt wird und die elektrische Leitfähigkeit statt der Salzsäurekonzentration der säurehaltigen wässrigen Lösung erkannt wird.
5 bis 7 sind Flussdiagramme des Verfahrens zum Bestimmen, ob eine säurehaltige wässrige Lösung brauchbar ist, gemäß der zweiten Ausführungsform. Das Verfahren zum Bestimmen, ob eine säurehaltige wässrige Lösung brauchbar ist, gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst zum Beispiel einen Flüssigkeitsvolumen-Erkennungsschritt S111, einen Flüssigkeitsvolumen-Bestimmungsschritt S112, Erkennungsschritte der elektrischen Leitfähigkeit S113 und S121, Bestimmungsschritte der elektrischen Leitfähigkeit S114 und S122, Erkennungsschritte der relativen Dichte S115a, S115b, S123a und S123b und Bestimmungsschritte S116a, S116b, S124a und S124b.
Einzelheiten des Verfahrens zum Bestimmen, ob eine säurehaltige wässrige Lösung brauchbar ist, gemäß der zweiten Ausführungsform werden unten stehend beschrieben.
Zunächst wird das Flüssigkeitsvolumen der säurehaltigen wässrigen Lösung erkannt (Flüssigkeitsvolumen-Erkennungsschritt S111). Dann wird bestimmt, ob das Flüssigkeitsvolumen ein festgelegtes Volumen überschreitet (Flüssigkeitsvolumen-Bestimmungsschritt S112). Wenn das Flüssigkeitsvolumen gleich oder geringer als das festgelegte Volumen ist, wird Schritt C durchgeführt. Wenn das Flüssigkeitsvolumen das festgelegte Volumen überschreitet, wird Schritt D durchgeführt.
(Schritt C)
Schritt C wird unten stehend anhand von 6 beschrieben. In Schritt C wird zunächst die elektrische Leitfähigkeit der säurehaltigen wässrigen Lösung erkannt (Erkennungsschritt der elektrischen Leitfähigkeit S113). Elektrische Leitfähigkeit kann beispielsweise durch ein Platinmohr-Elektrodenverfahren erkannt werden.
Dann wird bestimmt, ob die elektrische Leitfähigkeit einen festgelegten Wert (erster Schwellenwert) überschreitet (Bestimmungsschritt der elektrischen Leitfähigkeit S114). Wenn die elektrische Leitfähigkeit den festgelegten Wert überschreitet, wird ein Erkennungsschritt der relativen Dichte S115a durchgeführt, in dem die relative Dichte der säurehaltigen wässrigen Lösung erkannt wird. Wenn die elektrische Leitfähigkeit gleich oder geringer als der festgelegte Wert ist, wird ein Erkennungsschritt der relativen Dichte S115b durchgeführt, in dem die relative Dichte der säurehaltigen wässrigen Lösung erkannt wird. Insbesondere kann die relative Dichte durch das Gewichtsverfahren oder durch einen Schwimmkörper gemessen werden.
Wenn im Erkennungsschritt der relativen Dichte S115a die relative Dichte niedriger als ein Referenzwert (zweiter Grenzwert) ist, wird eine säurehaltige wässrige Lösung derart zugegeben, dass das Flüssigkeitsvolumen der säurehaltigen wässrigen Lösung ein festgelegtes Volumen überschreitet (Zugabeschritt der säurehaltigen wässrigen Lösung S117a), und der Prozess kehrt erneut zum Flüssigkeitsvolumen-Erkennungsschritt S111 zurück. Wenn im Erkennungsschritt der relativen Dichte S115a die relative Dichte gleich oder größer als der Referenzwert ist, wird bestimmt, dass die säurehaltige wässrige Lösung unbrauchbar ist (Bestimmungsschritt S116a). Wenn auf diese Weise bestimmt wird, dass die säurehaltige wässrige Lösung unbrauchbar ist, endet das Verfahren zum Bestimmen, ob eine säurehaltige wässrige Lösung brauchbar ist, gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Wenn im Erkennungsschritt der relativen Dichte S115b die relative Dichte niedriger als der Referenzwert ist, wird eine konzentrierte säurehaltige wässrige Lösung (Salzsäure) zugegeben (Zugabeschritte der konzentrierten Lösung S117b) und der Prozess kehrt wieder zum Erkennungsschritt der elektrischen Leitfähigkeit S113 zurück. Wenn im Erkennungsschritt der relativen Dichte S115b die relative Dichte gleich oder größer als der Referenzwert ist, wird bestimmt, dass die säurehaltige wässrige Lösung unbrauchbar ist (Bestimmungsschritt S116b).
(Schritt D)
Schritt D wird unten stehend anhand von 7 beschrieben. In Schritt D wird, ähnlich wie bei Schritt C, zunächst die elektrische Leitfähigkeit erkannt (Erkennungsschritt der elektrischen Leitfähigkeit S121). Dann wird bestimmt, ob die elektrische Leitfähigkeit einen festgelegten Wert (erster Schwellenwert) überschreitet (Bestimmungsschritt der elektrischen Leitfähigkeit S122). Wenn die elektrische Leitfähigkeit den festgelegten Wert überschreitet, wird ein Erkennungsschritt der relativen Dichte S123a durchgeführt, in dem die relative Dichte der säurehaltigen wässrigen Lösung erkannt wird. Wenn die elektrische Leitfähigkeit gleich oder geringer als der festgelegte Wert ist, wird ein Erkennungsschritt der relativen Dichte S123b durchgeführt, in dem die relative Dichte der säurehaltigen wässrigen Lösung erkannt wird.
Wenn im Erkennungsschritt der relativen Dichte S123a die relative Dichte niedriger als ein Referenzwert (zweiter Schwellenwert) ist, wird bestimmt, dass eine säurehaltige wässrige Lösung weiter verwendet werden kann. Wenn im Erkennungsschritt der relativen Dichte S123a die relative Dichte gleich oder größer als der Referenzwert ist, wird bestimmt, dass die säurehaltige wässrige Lösung unbrauchbar ist (Bestimmungsschritt S124a). Wenn im Erkennungsschritt der relativen Dichte S123b die relative Dichte niedriger als der Referenzwert ist, wird eine konzentrierte säurehaltige wässrige Lösung zugegeben und der Prozess kehrt wieder zum Salzsäurekonzentrations-Erkennungsschritt S121 zurück. Wenn im Erkennungsschritt der relativen Dichte S123b die relative Dichte gleich oder größer als der Referenzwert ist, wird bestimmt, dass die säurehaltige wässrige Lösung unbrauchbar ist (Bestimmungsschritt S124b).
8 veranschaulicht die Beziehung zwischen der Anzahl der Verwendungen der säurehaltigen wässrigen Lösung und der elektrischen Leitfähigkeit, die in dem Erkennungsschritt der elektrischen Leitfähigkeit S121 erkannt wird, und die Beziehung zwischen der Anzahl der Verwendungen der säurehaltigen wässrigen Lösung und der relativen Dichte, die in den Erkennungsschritten der relativen Dichte S123a und S123b erkannt wird. In 8 sind der festgelegte Wert der elektrischen Leitfähigkeit und der Referenzwert der relativen Dichte durch eine einzelne Punkt-Strich-Linie angezeigt. In 8 ist zu sehen, dass eine säurehaltige wässrige Lösung bis zu n2-mal benutzbar ist, was unter dem festgelegten Wert der elektrischen Leitfähigkeit und dem Referenzwert der relativen Dichte liegt.
Der festgelegte Wert der elektrischen Leitfähigkeit und der Referenzwert der relativen Dichte können optional gemäß der Größe des Elements für Gasturbinen, der Dicke der Beschichtungslage und dergleichen voreingestellt werden.
Gemäß dem Verfahren zum Bestimmen, ob eine säurehaltige wässrige Lösung benutzbar ist, gemäß der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform werden dieselben vorteilhaften Auswirkungen wie bei dem Verfahren zum Bestimmen, ob eine säurehaltige wässrige Lösung benutzbar ist, gemäß der ersten Ausführungsform erzielt.
In der zweiten Ausführungsform werden elektrische Leitfähigkeit und relative Dichte erkannt. Das Verfahren zum Bestimmen, ob eine säurehaltige wässrige Lösung benutzbar ist, kann leichter durchgeführt werden, da elektrische Leitfähigkeit und relative Dichte in einer kürzeren Zeit unter Verwendung kompakter Geräte erkannt werden können.
Das Verfahren zum Bestimmen, ob eine säurehaltige wässrige Lösung benutzbar ist, die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind, wurde oben beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt und kann wie jeweils anwendbar innerhalb eines Bereichs, der nicht von dem technischen Konzept der Erfindung abweicht, modifiziert werden.
In den obigen Ausführungsformen wurde der Fall, in dem Co-Konzentration und Salzsäurekonzentration erkannt werden, in der ersten Ausführungsform beschrieben und der Fall, in dem relative Dichte und elektrische Leitfähigkeit erkannt werden, wurde in der zweiten Ausführungsform beschrieben, aber es können auch Co-Konzentration und elektrische Leitfähigkeit oder relative Dichte und Salzsäurekonzentration erkannt werden. Dieselben vorteilhaften Auswirkungen wie bei den obigen Ausführungsformen werden auch in diesen Fällen erzielt.
In den obigen Ausführungsformen wurde beschrieben, dass das Verfahren zum Bestimmen, ob eine säurehaltige wässrige Lösung brauchbar ist, einen Flüssigkeitsvolumen-Bestimmungsschritt umfasst, aber sie muss nicht notwendigerweise den Flüssigkeitsvolumen-Bestimmungsschritt umfassen.
In den obigen Ausführungsformen im Fall, in dem Co-Konzentration (Konzentration eines spezifischen Metalls) oder relative Dichte erkannt wurde, nachdem Salzsäurekonzentration oder elektrische Leitfähigkeit erkannt wurde, aber es ist auch akzeptabel, wenn Salzsäurekonzentration oder elektrische Leitfähigkeit erkannt wird, nachdem Co-Konzentration (Konzentration eines spezifischen Metalls) oder relative Dichte erkannt wird.
Industrielle Anwendbarkeit
Gemäß dem obigen Verfahren zum Bestimmen, ob eine säurehaltige wässrige Lösung brauchbar ist, kann bestimmt werden, ob eine säurehaltige wässrige Lösung (starke säurehaltige Waschlösung), die eine auf der Oberfläche eines Elements für Gasturbinen gebildete Beschichtungslage entfernt, brauchbar ist.

Claims

Verfahren zur Bestimmung, ob eine säurehaltige wässrige Lösung für eine Beizbehandlung brauchbar ist, bei der eine Beschichtungslage auf einer Oberfläche eines Elements für eine Gasturbine abgelöst wird, wobei das Verfahren die nachfolgenden Schritte umfasst: einen ersten Bestimmungsschritt (S12, S112) in Form des Bestimmens, ob ein Flüssigkeitsvolumen der säurehaltigen wässrigen Lösung ein festgelegtes Volumen überschreitet; einen ersten Messschritt (S13, S21) in Form des Messens der Säurekonzentration der säurehaltigen wässrigen Lösung nach der Beizbehandlung; einen zweiten Bestimmungsschritt (S14, S22) in Form des Bestimmens, ob die Säurekonzentration der säurehaltigen wässrigen Lösung einen vorgegebenen Schwellenwert für die Säurekonzentration überschreitet; einen zweiten Messschritt (S15a, S15b, S23a, S23b) in Form des Messens der Konzentration eines gelösten Metalls in der säurehaltigen wässrigen Lösung nach der Beizbehandlung, wobei das Metall in der Beschichtungslage enthalten ist; einen dritten Bestimmungsschritt (S16a, S16b, S24a, S24b) in Form des Bestimmens, ob die Konzentration des gelösten Metalls in der säurehaltigen wässrigen Lösung einen vorgegebenen Schwellenwert für die Konzentration des gelösten Metalls überschreitet; einen Zugabeschritt einer konzentrierten Lösung (S17b, S25b) in Form des Nachdosierens einer konzentrierten säurehaltigen wässrigen Lösung, wenn die Säurekonzentration der säurehaltigen wässrigen Lösung gleich oder geringer als der vorgegebene Schwellenwert für die Säurekonzentration ist und die Konzentration des gelösten Metalls in der säurehaltigen wässrigen Lösung geringer als der vorgegebene Schwellenwert für die Konzentration des gelösten Metalls ist; einen Zugabeschritt einer säurehaltigen wässrigen Lösung (S17a) in Form des Nachdosierens einer säurehaltigen wässrigen Lösung, wenn das Flüssigkeitsvolumen der säurehaltigen wässrigen Lösung gleich oder weniger als das festgelegte Volumen ist, die Säurekonzentration der säurehaltigen wässrigen Lösung den vorgegebenen Schwellenwert für die Säurekonzentration überschreitet und die Konzentration des gelösten Metalls in der säurehaltigen wässrigen Lösung geringer als der Schwellenwert für die Konzentration des gelösten Metalls ist; und einen Festlegungsschritt in Form des Festlegens, dass die säurehaltige wässrige Lösung unabhängig von der Säurekonzentration unbrauchbar ist, wenn die Konzentration des gelösten Metalls in der säurehaltigen wässrigen Lösung gleich oder höher als der Schwellenwert für die Konzentration des gelösten Metalls ist.
Verfahren zur Bestimmung, ob eine säurehaltige wässrige Lösung brauchbar ist, gemäß Anspruch 1, wobei: im ersten Messschritt (S13, S21, S113, S121) die elektrische Leitfähigkeit der säurehaltigen wässrigen Lösung anstelle der Säurekonzentration der säurehaltigen wässrigen Lösung gemessen wird, und im Zugabeschritt einer konzentrierten Lösung (S17b, S25b, S117b, S125b) die konzentrierte säurehaltige wässrige Lösung zugegeben wird, wenn die elektrische Leitfähigkeit der säurehaltigen wässrigen Lösung gleich oder geringer als ein vorgegebener Schwellenwert für die elektrische Leitfähigkeit ist und die Konzentration des gelösten Metalls in der säurehaltigen wässrigen Lösung geringer als der Schwellenwert für die Konzentration des gelösten Metalls ist.
Verfahren zur Bestimmung, ob eine säurehaltige wässrige Lösung brauchbar ist, gemäß Anspruch 1, wobei: im ersten Messschritt (S13, S21, S113, S121) die elektrische Leitfähigkeit der säurehaltigen wässrigen Lösung anstelle der Säurekonzentration der säurehaltigen wässrigen Lösung gemessen wird, im Zugabeschritt einer konzentrierten Lösung (S17b, S25b, S117b, S125b) die konzentrierte säurehaltige wässrige Lösung zugegeben wird, wenn die elektrische Leitfähigkeit der säurehaltigen wässrigen Lösung gleich oder geringer als ein vorgegebener Schwellenwert für die elektrische Leitfähigkeit ist und die Konzentration des gelösten Metalls in der säurehaltigen wässrigen Lösung geringer als der Schwellenwert für die Konzentration des gelösten Metalls ist, und im Zugabeschritt einer säurehaltigen wässrigen Lösung (S17a, S117a) die säurehaltige wässrige Lösung zugegeben wird, wenn die elektrische Leitfähigkeit der säurehaltigen wässrigen Lösung den Schwellenwert für die elektrische Leitfähigkeit überschreitet und die Konzentration des gelösten Metalls in der säurehaltigen wässrigen Lösung geringer als der Schwellenwert für die Konzentration des gelösten Metalls ist.
Verfahren zur Bestimmung, ob eine säurehaltige wässrige Lösung brauchbar ist, gemäß Anspruch 1, wobei: im zweiten Messschritt (S15a, S15b, S23a, S23b, S115a, S115b, S123a, S123b) die relative Dichte der säurehaltigen wässrigen Lösung anstelle der Konzentration des gelösten Metalls in der säurehaltigen wässrigen Lösung gemessen wird, und im dritten Bestimmungsschritt (S16a, S16b, S24a, S24b, S116a, S116b, S124a, S124b) festgelegt wird, dass die säurehaltige wässrige Lösung unabhängig von der Säurekonzentration unbrauchbar ist, wenn die relative Dichte der säurehaltigen wässrigen Lösung gleich oder höher als ein vorgegebener Schwellenwert für die relative Dichte ist.
Verfahren zur Bestimmung, ob eine säurehaltige wässrige Lösung brauchbar ist, gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei: Im zweiten Messschritt (S15a, S15b, S23a, S23b, S115a, S115b, S123a, S123b) die relative Dichte der säurehaltigen wässrigen Lösung anstelle der Konzentration des gelösten Metalls in der säurehaltigen wässrigen Lösung gemessen wird, und im dritten Bestimmungsschritt (S16a, S16b, S24a, S24b, S116a, S116b, S124a, S124b) festgelegt wird, dass die säurehaltige wässrige Lösung unabhängig von der elektrischen Leitfähigkeit unbrauchbar ist, wenn die relative Dichte der säurehaltigen wässrigen Lösung gleich oder höher als ein vorgegebener Schwellenwert für die relative Dichte ist.
Verfahren zur Bestimmung, ob eine säurehaltige wässrige Lösung brauchbar ist, gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die säurehaltige wässrige Lösung Salzsäure ist.