JP2008523291A

JP2008523291A - タービン翼の補修方法

Info

Publication number: JP2008523291A
Application number: JP2007544732A
Authority: JP
Inventors: トマス・コザック
Original assignee: エムテーウー・アエロ・エンジンズ・ゲーエムベーハー
Priority date: 2004-12-11
Filing date: 2005-12-07
Publication date: 2008-07-03
Also published as: EP1831420A1; WO2006063561A1; DE102004059762A1; US20090232975A1

Abstract

本発明はガスタービンのタービン翼の補修方法に関するものであり、この補修方法は、ａ）補修を要するＰｔＡｌコーティング層を少なくとも部分的に備えたタービン翼を用意するステップと、ｂ）前記タービン翼の少なくとも前記補修を要するＰｔＡｌコーティング層の領域に清浄処理を施すステップと、ｃ）前記タービン翼の少なくとも前記清浄処理が施されたＰｔＡｌコーティングの領域にアルミニウムのみの拡散浸透処理を施すステップとを含む方法である。
【選択図】図１

Description

本発明はガスタービンのタービン翼の補修方法に関する。

ガスタービン型航空機用エンジンの高圧タービンなどのようなタービンにおける、タービン翼やガイド翼は、それらの表面に高温ガス腐食防止層や断熱層を設けるべくＰｔＡｌコーティング層（プラチナ・アルミニウム・コーティング層）を形成するということが行われている。タービンを運転している間にそのＰｔＡｌコーティング層が損耗するため、そのＰｔＡｌコーティング層の補修ないし再生を度々行わねばならない。

従来、タービン翼のＰｔＡｌコーティング層を形成した領域の補修を行うには、先ず、そのタービン翼のコーティング層を完全に除去し、そのタービン翼を基礎材料だけの状態にしていた。そして、コーティング層を完全に除去したならば、続いて、そのタービン翼にプラチナ拡散浸透処理及びアルミニウム拡散浸透処理を施すことによって、新たなＰｔＡｌコーティング層を形成するようにしていた。しかしながら、コーティング層を完全に除去するためには、多大の手間とコストとを要していた。更に、全く新たにＰｔＡｌコーティング層を形成するためにも、同様に多大の手間とコストとを要していた。

本発明はかかる事情に鑑み成されたものであり、本発明の課題は、ガスタービンのタービン翼の新規な補修方法を提供することにある。

上記課題は請求項１に記載のガスタービンのタービン翼の補修方法により達成される。

本発明によれば、ガスタービンのタービン翼の補修方法は少なくとも以下のステップを含むものである。ａ）補修を要するＰｔＡｌコーティング層を少なくとも部分的に備えたタービン翼を用意するステップ。ｂ）前記タービン翼の少なくとも前記補修を要するＰｔＡｌコーティング層の領域に清浄処理を施すステップ。ｃ）前記タービン翼の少なくとも前記清浄処理が施されたＰｔＡｌコーティングの領域にアルミニウムのみの拡散浸透処理を施すステップ。

本発明によってはじめて提案されるこの方法は、タービン翼のＰｔＡｌコーティング層の補修を行う際に、その補修を要するＰｔＡｌコーティング層に清浄処理を施した後にアルミニウムのみの拡散浸透処理を施すというものである。本発明の基礎を成す知見は、補修を要するタービン翼に清浄処理を施した後の、また場合によっては更に極めて僅かな表層除去を行った後の、その表面には、十分な量のプラチナを含有するコーティング層が残存しているため、アルミニウムのみの拡散浸透処理を実施することによって、優れた高温ガス腐食防止性能並びに酸化防止性能を有するＰｔＡｌコーティング層を、再成することができるというものである。

本発明の特に好適な実施の形態における特徴としては、従属請求項に記載し以下に説明する様々な特徴がある。以下に図面に基づいて本発明の具体的な実施の形態について更に詳細に説明するが、ただし本発明は以下に説明する実施の形態のみに限定されるものではない。

これより図１を参照しつつ、本発明について詳細に説明して行く。

図１に示したのはガスタービン型航空機用エンジンのタービン翼１０であり、このタービン翼１０は翼板部１１と翼根部１２とを有する。タービン翼１０はその翼板部１１に、高温ガス腐食防止層を設けるべくＰｔＡｌコーティング層１３が形成されている。ガスタービンを運転している間にこのＰｔＡｌコーティング層が損耗するため、このＰｔＡｌコーティング層１３の再生ないし補修が必要になる。

タービン翼１０のＰｔＡｌコーティング層１３を形成した領域の補修を行うために、本発明の方法では、先ず、このタービン翼１０のうちの、少なくとも補修を要するＰｔＡｌコーティング層の領域に清浄処理（クリーニング）を施す。

清浄処理の後に、補修を要するＰｔＡｌコーティング層１３の比較的薄い表層部分を、この補修を要するＰｔＡｌコーティング層１３から除去する。またその際には、補修を要するＰｔＡｌコーティング層の厚さが最大で約１０μｍのオーダーで表層部分を除去するようにし、より好ましくは、補修を要するＰｔＡｌコーティング層の厚さが最大で約５μｍのオーダーで表層部分を除去するようにする。

以上の清浄処理及び／または表層除去は物理的方法によって実施することができ、その場合の好ましい方法は例えば高圧ウォータージェット法である。別法として、以上の清浄処理及び／または表層除去を化学的方法によって実施するようにしてもよい。

清浄処理の後に、また必要に応じて更に表層除去を行った後に、ＰｔＡｌコーティング層の補修ないし再生を行い、それには、タービン翼１０のうちの、少なくとも清浄処理が施されたＰｔＡｌコーティングの領域に、アルミニウムの拡散浸透処理（アルミナイジング）を施す。清浄処理の後に、また場合によっては更に表層除去を行った後に、残存しているコーティング層は十分な量のプラチナを含有しており、そのプラチナの持つ潜在的なＰｔＡｌコーティング層の形成能力を利用して、ＰｔＡｌコーティング層を再生することができる。そのため、アルミニウムのみの拡散浸透処理を実施することによって、即ち、純アルミニウムを導入することによって、十分な性能を備えたＰｔＡｌコーティング層を形成し得るのである。

清浄処理が施されたＰｔＡｌコーティング層に対するアルミニウムの拡散浸透処理（アルミナイジング）は、様々な慣用の方法を用いて行えばよく、慣用の方法としては、粉体充填アルミナイジング法、気体拡散アルミナイジング法、それに、スラリーを用いたアルミナイジング法などがある。

本発明に係る方法を用いることによって、タービン翼のＰｔＡｌコーティング層が形成された領域の補修を、極めて簡明に、迅速に、且つ、低コストで実施することができる。本発明によれば、ＰｔＡｌコーティング層を完全に除去するという、多大の手間を要する作業を不要化することができる。更に加えて、本発明に係る方法によれば、高価なプラチナを再度コーティングする必要もない。

補修を要するタービン翼を高度に簡略化して示した模式図である。

Claims

ガスタービンのタービン翼の補修方法において、
ａ）補修を要するＰｔＡｌコーティング層を少なくとも部分的に備えたタービン翼を用意するステップと、
ｂ）前記タービン翼の少なくとも前記補修を要するＰｔＡｌコーティング層の領域に清浄処理を施すステップと、
ｃ）前記タービン翼の少なくとも前記清浄処理が施されたＰｔＡｌコーティングの領域にアルミニウムのみの拡散浸透処理を施すステップと、
を含むことを特徴とする方法。
前記清浄処理の後に前記補修を要するＰｔＡｌコーティング層の比較的薄い表層部分を除去することを特徴とする請求項１記載の方法。
前記補修を要するＰｔＡｌコーティング層から、厚さが最大で約１０μｍの比較的薄い表層部分を除去することを特徴とする請求項２記載の方法。
前記補修を要するＰｔＡｌコーティング層から、厚さが最大で約５μｍの表層部分を除去することを特徴とする請求項３記載の方法。
前記清浄処理及び／または前記表層除去を例えばウォータージェット法などの物理的方法によって実施することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の方法。
前記清浄処理及び／または前記表層除去を化学的方法によって実施することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の方法。