JP2009112946A - Repairing method of corrosion prevention coating layer, member, and rotary machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流通する気体が接する部材に施した硬質の防食コーティング層の欠陥箇所にSiC粒子含有ポリイミド樹脂原料組成物を利用した防食コーティング層の補修方法に関する。 The present invention relates to a method for repairing an anticorrosion coating layer using a SiC particle-containing polyimide resin raw material composition at a defective portion of a hard anticorrosion coating layer applied to a member in contact with a flowing gas.
従来の回転機械の動翼、インペラ等の部材は流通する蒸気やガスに接触するため、それら気体の成分、例えばCO2、H2S、H2Oのほか、蒸気やガス中に含まれるCl、NaCl、NaOH等の腐食性成分による腐食環境に曝され、気体に接触する部材が腐食を受け易い。 Since members such as rotor blades and impellers of conventional rotating machines come into contact with the circulating steam and gas, in addition to the components of these gases, such as CO 2 , H 2 S, and H 2 O, Cl contained in the steam and gas , Exposed to a corrosive environment due to corrosive components such as NaCl, NaOH, etc., members that come into contact with gas are susceptible to corrosion.
回転機械として例えば気体を圧縮する圧縮機においては、圧縮対象ガス中に腐食性の成分を含む場合が多く、流通するガスに直接接触する部位となるインペラやダイヤフラム等の圧縮機の部材が腐食環境に曝され、荷重とともに腐食作用を受ける。 For example, in a compressor that compresses gas as a rotary machine, the gas to be compressed often contains a corrosive component, and the components of the compressor such as an impeller and a diaphragm that directly contact the circulating gas are corrosive environment. Exposed to corrosive action with load.
また、回転機械として例えば気体によって駆動される蒸気タービンにおいても、作動流体である高温高圧の蒸気が動翼に作用して回転動力を発生させるものであるため、動翼には高温と大きな遠心加速度が加えられ、動翼表面が腐食環境に曝される。そのため、動翼等の蒸気流通部の表面は、作動流体である蒸気に含まれる塩素Cl、NaCl、NaOH等の不純物の影響を受け、腐食作用を受けることになる。 Also, in a steam turbine driven by gas, for example, as a rotating machine, high-temperature and high-pressure steam, which is a working fluid, acts on the rotor blades to generate rotational power. And the blade surface is exposed to a corrosive environment. Therefore, the surface of the steam circulation part such as the moving blade is affected by impurities such as chlorine Cl, NaCl, NaOH contained in the steam as the working fluid, and is subjected to a corrosive action.
このように、回転機械の気体に接触する部材の表面には部材の耐食性を向上させ、且つ荷重に対する強度を備える防食コーティングを施すことが求められる。 As described above, it is required that the surface of the member in contact with the gas of the rotating machine is provided with an anticorrosion coating that improves the corrosion resistance of the member and has strength against a load.
そのため、回転機械のCO2圧縮機内部品、車室などの腐食性成分を含んだ蒸気、ガス等に接する部材の製造時施工する防食コーティングの例として、例えば、ポリイミド樹脂等の原料組成物を防食コーティングとして利用して樹脂コーティングを施し、防食用金属めっきの補修を行う方法が提案されている(特許文献1、2)。 Therefore, as an example of anticorrosion coating to be applied at the time of manufacturing members that come into contact with steam, gas, etc. containing corrosive components such as CO 2 compressor parts of rotating machinery, passenger compartments, raw material compositions such as polyimide resin are anticorrosive, for example. Methods have been proposed in which a resin coating is applied as a coating to repair metal plating for corrosion protection (Patent Documents 1 and 2).
また、腐食性成分を含んだ蒸気、ガス等に接する部材の製造時施工する防食コーティングとして、他に例えば無電解Niめっきを施すようにしている。腐食性成分気体に接触する炭素鋼、炭素鋼鋳鋼材などの基材にNi等の防食性の高いめっきで防食コーティングを施す際には、無電解めっき(化学めっき)によりNi−Pめっきが行なわれる。また、無電解めっきにおいては、その性質上Ni単体めっきではなく、Ni−Pめっきとすることで、Niの防食性に加えPの作用により非晶質めっきとなって耐食性を向上させている(特許文献3)。 In addition, for example, electroless Ni plating is applied as an anticorrosion coating to be applied at the time of manufacturing a member in contact with steam, gas, or the like containing a corrosive component. Ni-P plating is performed by electroless plating (chemical plating) when a corrosion-resistant coating is applied to a base material such as carbon steel or carbon steel cast steel that comes into contact with a corrosive component gas with a highly corrosion-resistant plating such as Ni. It is. In addition, in electroless plating, Ni—P plating is used instead of Ni single plating because of its properties, and in addition to the corrosion resistance of Ni, it becomes amorphous plating by the action of P and improves the corrosion resistance ( Patent Document 3).
ここで、無電解Ni−Pめっきを用いる方法は、基材表面に表面欠陥や汚れ等が残存した場合には、Ni−Pめっき層の析出が阻害され欠陥や、無電解Ni−Pめっき層の剥離など不具合を生じる場合があるため、無電解Ni−Pめっきを補修する際には、所謂筆めっきにてNiめっきで補修を行うようにしている。 Here, in the method using electroless Ni—P plating, when surface defects, dirt, etc. remain on the surface of the substrate, the deposition of the Ni—P plating layer is inhibited and the electroless Ni—P plating layer Therefore, when repairing the electroless Ni-P plating, the so-called brush plating is used to repair the electroless Ni-P plating.
この筆めっきの原理について図3、4を用いて説明する。図3に示すように、めっきしたい基材101を図示しない電源の陰極側のリード線102aに接続し、めっきを行う筆具103を図示しない電源の陽極側のリード線102bに接続して、筆具103の先端は例えば脱脂綿104で覆うようにする。そして、脱脂綿104を例えばめっきしたいめっき液に浸し、めっき液を脱脂綿104に浸み込ませる。そして、図4に示すように、めっき液の浸み込んでいる脱脂綿104を筆具103で基材101に接触させることで、脱脂綿104が基材101と触れた箇所には、電気が流れ、基材101にめっき105が施される。
The principle of this brush plating will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 3, a
これにより、図5に示すように、基材101の表面の無電解Ni−Pめっき層(膜厚:50〜60μm)106の欠陥箇所107に筆めっきにより、例えば膜厚が10μm程度のNiめっき層108を形成することができる。
As a result, as shown in FIG. 5, Ni plating having a film thickness of, for example, about 10 μm is performed by brush plating on the
しかしながら、ポリイミド樹脂等の原料組成物を防食コーティングとして利用し樹脂コーティングを施す場合、ポリイミド樹脂等の原料組成物を基材上でいきなり例えば350℃程度にして蒸発乾燥させると、ポリイミド樹脂等の原料組成物を溶解している溶剤が一度に蒸発するため、均一なポリイミド樹脂層が形成されず、耐食性が低下する、という問題がある。 However, when a raw material composition such as a polyimide resin is used as an anticorrosive coating and the resin coating is applied, the raw material composition such as a polyimide resin is suddenly evaporated and dried at about 350 ° C. on the base material. Since the solvent dissolving the composition evaporates at a time, there is a problem that a uniform polyimide resin layer is not formed and the corrosion resistance is lowered.
また、筆めっきで基材101上にNiめっき層108を施す場合には、Niめっきの成膜速度が小さく、例えば100mm四方当たりを膜厚10μm程度にまで成膜するのに約2時間程度必要となるため、時間当たりの処理面積が小さい、という問題がある。
In addition, when the
また、筆めっきにより補修されるNiめっき層108の膜厚は約10μm程度であり、Niめっき層108の膜厚を厚くできないため、補修めっきとしての信頼性が低い、という問題がある。
Further, the thickness of the
また、筆めっきで補修される欠陥箇所はニッケルであり、それ以外の補修しない部分はNi−P合金であり、欠陥箇所とそれ以外の補修しない部分とでめっきの組成が異なるため、めっき自体の耐食性が劣る、という問題がある。 Moreover, the defect part repaired by brush plating is nickel, and the part which is not repaired other than that is a Ni-P alloy, and the composition of the plating is different between the defective part and the other part which is not repaired. There is a problem that the corrosion resistance is inferior.
更に、異種金属同士が接触しているとガルバニック腐食が生じるため、防食の観点から好ましくない、という問題がある。 Furthermore, when different metals are in contact with each other, galvanic corrosion occurs, which is not preferable from the viewpoint of corrosion prevention.
本発明は、前記問題に鑑み、耐食性を向上させ、補修の信頼性及び効率を向上させる防食コーティング層の補修方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a method for repairing an anticorrosion coating layer that improves corrosion resistance and improves the reliability and efficiency of repair.
上述した課題を解決するための本発明の第1の発明は、気体が流通し該気体が接する部材に施した防食コーティング層の補修を行うにあたり、防食コーティング層の欠陥箇所をセラミックス粒子を含有するポリイミド樹脂を用いて補修することを特徴とする防食コーティング層の補修方法にある。 The first invention of the present invention for solving the above-described problem is that when repairing the anticorrosion coating layer applied to the member through which the gas flows and contacts the gas, the defective portion of the anticorrosion coating layer contains ceramic particles. There exists in the repair method of the anti-corrosion coating layer characterized by repairing using a polyimide resin.
第2の発明は、第1の発明において、(a)前記防食コーティング層の前記欠陥箇所を有機溶剤を用いて洗浄を行う第一の洗浄工程と、(b)前記欠陥箇所を研削し、滑らかにするグラインディング工程と、(c)前記グラインディング工程後、研削した防食コーティング層の前記欠陥箇所とその周辺を有機溶剤を用いて再度洗浄を行う第二の洗浄工程と、(d)セラミックス粒子含有ポリイミド樹脂原料組成物が溶解された溶剤を前記欠陥箇所に塗布するコーティング工程と、(e)前記コーティング工程後、前記欠陥箇所に塗布した前記溶剤を蒸発し乾燥させる乾燥工程と、(f)前記乾燥工程後、前記セラミックス粒子含有ポリイミド樹脂原料組成物を焼成し、硬化させ、セラミックス粒子含有ポリイミド樹脂層を形成する焼成工程と、を含むことを特徴とする防食コーティング層の補修方法にある。 According to a second invention, in the first invention, (a) a first cleaning step in which the defect portion of the anticorrosion coating layer is cleaned using an organic solvent, and (b) the defect portion is ground and smoothed. And (c) a second cleaning step in which the defective portion of the ground anticorrosion coating layer and its periphery are cleaned again using an organic solvent after the grinding step, and (d) ceramic particles A coating step of applying a solvent in which the contained polyimide resin raw material composition is dissolved to the defective portion; (e) a drying step of evaporating and drying the solvent applied to the defective portion after the coating step; and (f). After the drying step, the ceramic particle-containing polyimide resin raw material composition is baked and cured to form a ceramic particle-containing polyimide resin layer; In repairing method of anticorrosive coating layer, which comprises a.
第3の発明は、第2の発明において、前記溶剤の乾燥後、前記コーティング工程及び前記乾燥工程を少なくとも二回以上繰り返し行なった後、前記焼成工程に移行することを特徴とする防食コーティング層の補修方法にある。 According to a third aspect of the anticorrosive coating layer according to the second aspect, after the solvent is dried, the coating step and the drying step are repeated at least twice, and then the firing step is performed. It is in the repair method.
第4の発明は、第2又は3の発明において、(e)の前記乾燥工程の乾燥温度が、80〜120℃であることを特徴とする防食コーティング層の補修方法にある。 4th invention exists in the repairing method of the anticorrosion coating layer characterized by the drying temperature of the said drying process of (e) being 80-120 degreeC in 2nd or 3rd invention.
第5の発明は、第2乃至4の何れか一つの発明において、(f)の前記焼成工程の焼成温度が、280〜350℃であることを特徴とする防食コーティング層の補修方法にある。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the method for repairing an anticorrosion coating layer according to any one of the second to fourth aspects, wherein the firing temperature in the firing step of (f) is 280 to 350 ° C.
第6の発明は、第1乃至5の何れか一つの発明において、前記セラミックス粒子が、SiC粒子であることを特徴とする防食コーティング層の補修方法にある。 A sixth invention is the repair method for an anticorrosion coating layer according to any one of the first to fifth inventions, wherein the ceramic particles are SiC particles.
第7の発明は、第2乃至6の何れか一つの発明の防食コーティング層の補修方法を用いて前記防食コーティング層の前記欠陥箇所に前記セラミックス粒子含有ポリイミド樹脂層が形成されていることを特徴とする部材にある。 The seventh invention is characterized in that the ceramic particle-containing polyimide resin layer is formed at the defective portion of the anticorrosion coating layer by using the method for repairing the anticorrosion coating layer according to any one of the second to sixth inventions. It is in the member.
第8の発明は、第7の発明において、前記部材を備えた回転機械であって、前記部材が、圧縮機のインペラ、ダイヤフラム、蒸気タービンの動翼及びそれを支持するタービンディスクの何れかであることを特徴とする回転機械にある。 An eighth invention is the rotary machine including the member according to the seventh invention, wherein the member is any one of an impeller of a compressor, a diaphragm, a moving blade of a steam turbine, and a turbine disk supporting the same. The rotating machine is characterized by being.
本発明によれば、防食コーティング層の補修箇所にセラミックス粒子含有ポリイミド樹脂原料組成物の溶解している溶剤を塗布し、前記溶剤を蒸発し乾燥させる工程を少なくとも1回以上行なった後、前記セラミックス粒子含有ポリイミド樹脂原料組成物を焼成し、硬化させ、セラミックス粒子含有ポリイミド樹脂層を形成するため、従来法よりも耐食性を向上させると共に、補修効率を向上させることができる。 According to the present invention, after the step of applying the solvent in which the ceramic particle-containing polyimide resin raw material composition is dissolved to the repaired portion of the anticorrosion coating layer and evaporating and drying the solvent is performed at least once, the ceramics Since the particle-containing polyimide resin raw material composition is fired and cured to form a ceramic particle-containing polyimide resin layer, the corrosion resistance can be improved and the repair efficiency can be improved as compared with the conventional method.
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or those that are substantially the same.
本発明による実施例に係る防食コーティング層の補修方法について、図面を参照して説明する。
まず、基材の防食コーティング層の欠陥箇所を本発明による実施例に係る防食コーティング層の補修方法を用いて補修した状態について説明する。
図1は、本発明による実施例に係る防食コーティング層の補修方法を用いて補修した防食コーティング層と基材との断面を示す概念図である。
図1に示すように、本発明による実施例に係る防食コーティング層の補修方法を用いて補修した基材11には、基材11の表面11aに施された防食コーティング層として無電解Ni−Pめっき層12が形成され、その無電解Ni−Pめっき層12の欠陥箇所13にはポリイミド樹脂層14と、このポリイミド樹脂層14の内部に炭化珪素(SiC)粒子15を均一に分散させた複合構造となっているSiC粒子含有複合ポリイミドコーティング層16が形成されている。
A method for repairing an anticorrosion coating layer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the state which repaired the defect location of the anticorrosion coating layer of the base material using the repair method of the anticorrosion coating layer which concerns on the Example by this invention is demonstrated.
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a cross section of an anticorrosion coating layer and a base material repaired using the anticorrosion coating layer repair method according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the base material 11 repaired by using the repair method of the anticorrosion coating layer according to the embodiment of the present invention includes an electroless Ni-P as an anticorrosion coating layer applied to the surface 11a of the base material 11. A plated layer 12 is formed, and a polyimide resin layer 14 is formed at a
本発明による実施例に係る防食コーティング層の補修方法を用いて補修した基材11は、例えば圧縮機のような回転機械の内部を流通させる気体に直接接するインペラやダイヤフラム、蒸気タービンの動翼等の基材である。基材11は、炭素鋼(例えばSS400)、炭素鋼鋳鋼材(例えばSC480)、ステンレス鋼(例えばSUS410J1)、アルミニウム板等からなる。基材11の表面11aの無電解Ni−Pめっき層12側が、回転機械においてCO2、H2S、H2Oガス等の腐食性成分を含む気体に直接接触する部位である。 The base material 11 repaired by using the method for repairing the anticorrosion coating layer according to the embodiment of the present invention includes, for example, an impeller and a diaphragm that are in direct contact with a gas flowing through a rotary machine such as a compressor, a moving blade of a steam turbine, and the like. It is a base material. The substrate 11 is made of carbon steel (for example, SS400), carbon steel cast steel (for example, SC480), stainless steel (for example, SUS410J1), an aluminum plate, or the like. The electroless Ni—P plating layer 12 side of the surface 11a of the substrate 11 is a part that directly contacts a gas containing a corrosive component such as CO 2 , H 2 S, and H 2 O gas in a rotating machine.
基材11の表面11aを平滑化、洗浄等して前処理を行なった後、防食コーティングとして無電解めっきによる無電解Ni−Pめっき層12が施されている。基材11には無電解Ni−Pめっき層12の膜厚t1が例えば50〜60μm程度施されている。 After the surface 11a of the substrate 11 is smoothed, washed, etc., and pretreated, an electroless Ni-P plating layer 12 is applied as an anticorrosive coating by electroless plating. The base material 11 has a thickness t 1 of the electroless Ni—P plating layer 12 of, for example, about 50 to 60 μm.
また、防食コーティング層としてNi等防食性の高いめっきで防食コーティングを施す際には、無電解めっき(化学めっき)によりNi−Pめっきが行なわれる。これは、電気めっきによりNiめっき等を行なう場合、圧縮機のような大型で複雑な形状のインペラ、蒸気タービンの動翼等では、電解液中の電極として通電し易い箇所に偏ってめっき皮膜が形成され、通電が少ない奥まった箇所等には充分なめっき皮膜が形成され難いためである。 Further, when the anticorrosion coating is applied by plating having high anticorrosion properties such as Ni as the anticorrosion coating layer, Ni-P plating is performed by electroless plating (chemical plating). This is because when Ni plating or the like is performed by electroplating, a large and complicated impeller such as a compressor, a moving blade of a steam turbine, etc., the plating film is biased to a place where electricity is easily applied as an electrode in the electrolytic solution. This is because it is difficult to form a sufficient plating film in a recessed portion that is formed and is less energized.
本実施例では、防食コーティング層として無電解Ni−Pめっき層12を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ニッケル、銅等を用いた防食コーティング層としてもよい。 In this embodiment, the electroless Ni—P plating layer 12 is used as the anticorrosion coating layer, but the present invention is not limited to this, and may be an anticorrosion coating layer using nickel, copper, or the like.
本実施例では、図1に示すように、無電解Ni−Pめっき層12の欠陥箇所13には、ポリイミド樹脂層14と、このポリイミド樹脂層14の内部にSiC粒子15を均一に分散させたSiC粒子含有複合ポリイミドコーティング層16が形成されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the polyimide resin layer 14 and
SiC粒子含有複合ポリイミドコーティング層16を構成するポリイミド樹脂層14自体は、単体で樹脂として防食性に優れ、比較的硬度が高いほか、特に耐熱性に優れている。 The polyimide resin layer 14 constituting the SiC particle-containing composite polyimide coating layer 16 itself is excellent in corrosion resistance as a single resin, relatively high in hardness, and particularly excellent in heat resistance.
また、SiC粒子15は防食性に優れているため、後述のようにSiC粒子15を多量に含有するポリイミド樹脂層14は、SiC粒子含有複合ポリイミドコーティング層16として防食性を発揮する。
Moreover, since the
また、SiC粒子15はポリイミド樹脂層14に後述の割合で含有され、ポリイミド樹脂層14の表面においてもSiC粒子15が分散して存在している。このため、SiC粒子15によって、SiC粒子含有複合ポリイミドコーティング層16の表面における実効的硬度が高くなる。このため、SiC粒子含有複合ポリイミドコーティング層16は、支持面への剪断力、衝撃力等への強度、耐久性がポリイミド樹脂層14が単体の場合に比べて飛躍的に向上する。
Further, the
よって、本実施例のSiC粒子含有複合ポリイミドコーティング層16は、硬度が高く、耐熱温度が例えば約350℃程度と耐熱性に優れ、基材11にかかる荷重、衝撃、及び機械的接触による剪断力等に対しても高い強度を示すと共に、耐粒子エロージョン性及び高い密着性を有すことができる。 Therefore, the SiC particle-containing composite polyimide coating layer 16 of this example has high hardness, excellent heat resistance such as about 350 ° C., and a shearing force due to the load, impact, and mechanical contact applied to the substrate 11. In addition to exhibiting high strength against the above, it can have particle erosion resistance and high adhesion.
従って、無電解Ni−Pめっき層12の欠陥箇所13にSiC粒子含有複合ポリイミドコーティング層16を形成することで、耐食性を向上させ、補修の信頼性を向上させることができる。
Therefore, by forming the SiC particle-containing composite polyimide coating layer 16 at the
また、本実施例においては、SiC粒子含有複合ポリイミドコーティング層16の膜厚t2は30〜80μmとするのが好ましい。これは、SiC粒子含有複合ポリイミドコーティング層16の膜厚t2が30μm以下の場合には、貫通欠陥が存在することにより十分な耐食性が確保できないためであり、SiC粒子含有複合ポリイミドコーティング層16の膜厚t2が80μm以上では、膜のふくれによる欠陥が発生しやすく、健全なコーティングができにくいためである。 In the present embodiment, the thickness t 2 of the SiC particle-containing composite polyimide coating layer 16 is preferably 30 to 80 μm. This is because when the film thickness t 2 of the SiC particle-containing composite polyimide coating layer 16 is 30 μm or less, sufficient corrosion resistance cannot be ensured due to the presence of through defects. This is because when the film thickness t 2 is 80 μm or more, defects due to blistering of the film are likely to occur, and it is difficult to perform a sound coating.
また、本実施例においては、SiC粒子含有複合ポリイミドコーティング層16は、無電解Ni−Pめっき層12の欠陥箇所13に第一のSiC粒子含有複合ポリイミドコーティング層16−1と第二のSiC粒子含有複合ポリイミドコーティング層16−2の二層形成しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、無電解Ni−Pめっき層12の膜厚に応じて何層に形成してもよい。
In the present embodiment, the SiC particle-containing composite polyimide coating layer 16 includes the first SiC particle-containing composite polyimide coating layer 16-1 and the second SiC particles at the
ポリイミド樹脂層14内に含有させるSiC粒子15は、10〜30wt%の範囲が好ましく、更には平均20wt%程度が好ましい。これは、SiC粒子15が10wt%以下であるとSiC粒子15によるSiC粒子含有複合ポリイミドコーティング層16の硬質化の効果が得難くなり、SiC粒子15が30wt%を超えるとSiC粒子含有複合ポリイミドコーティング層16が脆くなるためである。
The
ポリイミド樹脂層14内に含有させるSiC粒子15の粒子径は、0.5〜10μm、好ましくは1.0〜5.0μm、更には1.0〜3.0μmの範囲であるのが好ましい。これは、0.5〜10μmの粒子径であればSiC粒子15が安定してポリイミド樹脂層14中に均一に分散し、SiC粒子間が適切なために,マトリックスの有するSiC粒子固定力が十分であり、耐粒子エロージョン性が優れるためである。また、SiC粒子15の粒子径が10μm以上になるとコーティング中でのSiC粒子15間の距離が大きくなり、マトリックスの持つSiC粒子固定力が弱まるため、平均粒子径としては1.2μm程度のものが好ましい。
The particle diameter of the
ポリイミド樹脂層14の内部に含有させるセラミックス粒子としてSiC粒子15を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、セラミックス粒子として例えば、SiN、SiC粒子15以外の他の金属炭化物、金属酸化物、金属ほう化物等があるが、本発明は特にこれらに限定されるものではなく、硬度の高いものであるのが好ましい。
The
<防食コーティング層の補修方法>
ここで、本実施の形態に係る防食コーティング層の補修方法について具体的に説明する。
図2は、本発明による実施例に係る防食コーティング層の補修方法の工程を示す工程図である。
本実施例では、防食コーティング層として無電解Ni−Pめっき層12を用い、セラミックス粒子としてSiC粒子15を用いて説明する。
図2に示すように、本実施の形態に係る防食コーティング層の補修方法は、気体が流通し該気体が接する部材に施した無電解Ni−Pめっき層12の補修を行うにあたり、無電解Ni−Pめっき層12の欠陥箇所13をSiC粒子15を含有複合ポリイミド樹脂を用いて補修するものである。
即ち、本実施の形態に係る防食コーティング層の補修方法は、以下の(a)〜(f)工程からなる。
(a)無電解Ni−Pめっき層12の欠陥箇所13を有機溶剤を用いて洗浄を行う第一の洗浄工程(S11)。
(b)欠陥箇所13を研削し、滑らかにするグラインディング工程(S12)。
(c)グラインディング工程S12後、研削した無電解Ni−Pめっき層12の欠陥箇所13とその周辺を有機溶剤を用いて再度洗浄を行う第二の洗浄工程(S13)。
(d)SiC粒子含有SiC粒子含有ポリイミド樹脂原料組成物が溶解された溶剤を欠陥箇所13に塗布するコーティング工程(S14)。
(e)コーティング工程S14後、欠陥箇所13に塗布した前記溶剤を蒸発し乾燥させる乾燥工程(S15)。
(f)乾燥工程S15後、前記SiC粒子含有ポリイミド樹脂原料組成物を焼成し、硬化させ、SiC粒子含有ポリイミド樹脂層16を形成する焼成工程(S16)を含む工程。
<Repair method of anticorrosion coating layer>
Here, the repair method of the anticorrosion coating layer according to the present embodiment will be specifically described.
FIG. 2 is a process diagram illustrating a process of a method for repairing an anticorrosion coating layer according to an embodiment of the present invention.
In the present embodiment, the electroless Ni—P plating layer 12 is used as the anticorrosion coating layer, and the
As shown in FIG. 2, the repair method of the anticorrosion coating layer according to the present embodiment is performed by repairing the electroless Ni—P plating layer 12 applied to the member through which the gas flows and contacts. The
That is, the anticorrosion coating layer repair method according to the present embodiment includes the following steps (a) to (f).
(A) A first cleaning step (S11) in which the
(B) A grinding step (S12) in which the
(C) A second cleaning step (S13) in which after the grinding step S12, the
(D) The coating process (S14) which apply | coats the solvent by which the SiC particle containing SiC particle containing polyimide resin raw material composition was melt | dissolved to the
(E) A drying step (S15) for evaporating and drying the solvent applied to the
(F) The process including the baking process (S16) which bakes and hardens the said SiC particle containing polyimide resin raw material composition after drying process S15, and forms the SiC particle containing polyimide resin layer 16. FIG.
第一の洗浄工程S11では、無電解Ni−Pめっき層12の欠陥箇所13をアルコール等の有機溶剤を用いて洗浄する。これは、欠陥箇所13に残っているごみや油等を除去するためである。
In the first cleaning step S11, the
そして、グラインディング工程S12では、無電解Ni−Pめっき層12の欠陥箇所13を例えばグラインダー等を用いて研削し、欠陥箇所13とその周辺を滑らかにする。これは、欠陥箇所13の研削した後の欠陥箇所13とその周辺を滑らかにしなければ、SiC粒子含有ポリイミド樹脂原料組成物の溶解している溶剤を塗布し、ポリイミド樹脂層14を形成しても、ポリイミド樹脂層14が剥離するためである。
And in grinding process S12, the
そして、第二の洗浄工程S13では、欠陥箇所13とその周辺を滑らかにした後、再度欠陥箇所13とその周辺を有機溶剤を用いて再度洗浄を行う。これは、研削したことで生じたゴミ等がそのまま欠陥箇所13とその周辺に残っていると、無電解Ni−Pめっき層12、SiC粒子含有複合ポリイミドコーティング層16の剥離の原因となるためである。
In the second cleaning step S13, after the
そして、コーティング工程S14では、SiC粒子15を含有するポリイミド樹脂原料組成物の溶解している溶剤を無電解Ni−Pめっき層12の欠陥箇所13とその周辺に塗布する。この時、SiC粒子15を含有するポリイミド樹脂原料組成物の溶解している溶剤はへら、刷毛を用いて塗布している。
And in coating process S14, the solvent which the polyimide resin raw material composition containing the
本実施例においては、前記ポリイミド樹脂原料組成物の溶解している溶剤をコーティングする方法として、はけ塗り法を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、スプレーガンを用いて均一にコーティングを行うスプレー法、浸漬引き上げ法等、部材11に応じて適した塗布方法を用いるようにしてもよい。 In this example, the brush coating method is used as a method of coating the solvent in which the polyimide resin raw material composition is dissolved, but the present invention is not limited to this, and a spray gun is used. Alternatively, a coating method suitable for the member 11 may be used, such as a spraying method for uniformly coating and a dipping pull-up method.
本実施例において使用されるポリイミド樹脂原料組成物の溶解している溶剤としては、例えばU−ワニス(商品名:宇部興産社製)を用いることができるが、本発明はこれに限定されるものではない。 As the solvent in which the polyimide resin raw material composition used in this example is dissolved, for example, U-varnish (trade name: manufactured by Ube Industries) can be used, but the present invention is limited to this. is not.
そして、乾燥工程S15では、欠陥箇所13に塗布したSiC粒子15を含有するポリイミド樹脂原料組成物の溶解している溶剤をヒータなどを用いて約80〜120℃に昇温して30分程度蒸発させ乾燥させる。これは、前記ポリイミド樹脂等の原料組成物が溶解された溶剤を基材11上でいきなり350℃程度に加熱させると、ポリイミド樹脂等の原料組成物が溶解された溶剤が一気に蒸発するため、基材まで貫通した欠陥が多いポリイミド樹脂層14が形成され、耐食性が低下するためである。この結果、SiC粒子含有複合ポリイミドコーティング層16の耐食性が低下することとなる。
In the drying step S15, the solvent in which the polyimide resin raw material composition containing the
よって、前記溶剤を約80〜120℃に昇温して30分程度蒸発させ、欠陥箇所13に残る前記ポリイミド樹脂等の原料組成物を後述の焼成工程S16で焼成し、硬化させることで、均一なポリイミド樹脂層14を形成することができる。これにより、ポリイミド樹脂層14の耐久性を維持することができ、SiC粒子含有複合ポリイミドコーティング層16の耐食性を向上させることができる。
Therefore, the temperature of the solvent is raised to about 80 to 120 ° C. and evaporated for about 30 minutes, and the raw material composition such as the polyimide resin remaining in the
また、前記ポリイミド樹脂原料組成物の溶解している溶剤を蒸発させることで、欠陥箇所13には、前記ポリイミド樹脂等の原料組成物のみが残るため、再度、前記ポリイミド樹脂等の原料組成物の溶解している溶剤を塗布し、溶剤のみを蒸発させることで、欠陥箇所13には任意の膜厚のポリイミド樹脂層14を形成することができる。
Moreover, since only the raw material composition such as the polyimide resin remains in the
そして、80℃以下となったら、上述のコーティング工程S14と乾燥工程S15とを例えば2、3回繰返し行ない、SiC粒子含有複合ポリイミドコーティング層16の膜厚を30〜60μmとする。 And if it becomes 80 degrees C or less, the above-mentioned coating process S14 and drying process S15 will be repeated 2 or 3 times, for example, and the film thickness of the SiC particle containing composite polyimide coating layer 16 shall be 30-60 micrometers.
また、コーティング工程S14と乾燥工程S15とを繰返し行なう回数は、特に限定されるものではなく、無電解Ni−Pめっき層12等のコーティング層の膜厚、欠陥箇所13の状態に応じて任意の膜厚とすることができる。
Moreover, the frequency | count of repeating coating process S14 and drying process S15 is not specifically limited, It is arbitrary according to the film thickness of coating layers, such as the electroless Ni-P plating layer 12, and the state of the
そして、焼成工程S16では、乾燥工程S15においてSiC粒子を含有するポリイミド樹脂原料組成物の溶解している溶剤を乾燥させた後、前記SiC粒子含有ポリイミド樹脂原料組成物を約280〜350℃程度に昇温して30分程度焼成し、硬化させる。これは、前記SiC粒子含有ポリイミド樹脂原料組成物を280℃以下で焼成すると、前記SiC粒子含有ポリイミド樹脂原料組成物がポリイミド化し反応が進行しないためである。また、350℃以上で焼成すると、前記SiC粒子含有ポリイミド樹脂原料組成物が焼けるためである。 And in baking process S16, after drying the solvent which the polyimide resin raw material composition containing a SiC particle melt | dissolves in drying process S15, the said SiC particle containing polyimide resin raw material composition is about 280-350 degreeC. The temperature is raised and the mixture is baked for about 30 minutes and cured. This is because when the SiC particle-containing polyimide resin raw material composition is baked at 280 ° C. or less, the SiC particle-containing polyimide resin raw material composition is polyimidized and the reaction does not proceed. Moreover, it is because the said SiC particle containing polyimide resin raw material composition will burn if it bakes at 350 degreeC or more.
よって、前記ポリイミド樹脂原料組成物を約280〜350℃で加熱処理することで、無電解Ni−Pめっき層12の欠陥箇所13には、図1に示すようなSiC粒子含有複合ポリイミドコーティング層16が形成される。これにより、欠陥箇所13をポリイミド樹脂層14で塞ぐことができる。
Therefore, by heating the polyimide resin raw material composition at about 280 to 350 ° C., the
従って、図2に示すような本発明の実施例に係る防食コーティング層の補修方法を実施することにより、図3に示すような従来の筆めっきで補修する場合より大面積で補修することができる。これにより、ヒータ面積を大きくすることにより大面積施工が可能となるため、欠陥箇所13の単位面積当たりの補修施工時間を短縮することができる。
Therefore, by carrying out the repairing method of the anticorrosion coating layer according to the embodiment of the present invention as shown in FIG. 2, it is possible to repair in a larger area than when repairing by conventional brush plating as shown in FIG. . Thereby, since large area construction is attained by enlarging a heater area, the repair construction time per unit area of the
また、SiC粒子含有複合ポリイミドコーティング層16の耐食性は、無電解Ni−Pめっき層12と同等であるため、めっき自体の耐食性が劣ることはなく、図5に示すような従来の筆めっきを用いてNiめっきでの補修に伴うガルバニック腐食が生じることもないため、耐久性に優れた補修を行うことができる。 Moreover, since the corrosion resistance of the SiC particle-containing composite polyimide coating layer 16 is equivalent to the electroless Ni—P plating layer 12, the corrosion resistance of the plating itself is not inferior, and the conventional brush plating as shown in FIG. 5 is used. In addition, since galvanic corrosion due to repair by Ni plating does not occur, repair with excellent durability can be performed.
例えば、SiC粒子含有複合ポリイミドコーティング層16の試験片と無電解Ni−Pめっき層12の試験片とを3%NaCl水溶液中に約450時間程度浸漬しても、両方の試験片からは腐食による損傷が発生せず、ほとんど違いは見られなかった。よって、SiC粒子含有複合ポリイミドコーティング層16は無電解Ni−Pめっき層12と同等の耐食性を有しているといえる。 For example, even if the test piece of the SiC particle-containing composite polyimide coating layer 16 and the test piece of the electroless Ni-P plating layer 12 are immersed in a 3% NaCl aqueous solution for about 450 hours, both test pieces are affected by corrosion. There was no damage and almost no difference. Therefore, it can be said that the SiC particle-containing composite polyimide coating layer 16 has the same corrosion resistance as the electroless Ni—P plating layer 12.
このように、本実施の形態に係る防食コーティング層の補修方法を用いれば、SiC粒子を含有するポリイミド樹脂原料組成物の溶解している溶剤を無電解Ni−Pめっき層12の欠陥箇所13に塗布し、蒸発させ乾燥させる工程を少なくとも1回以上繰り返し行なった後、ポリイミド樹脂原料組成物を焼成し、硬化させ、SiC粒子含有複合ポリイミドコーティング層16を形成することで、無電解Ni−Pめっき層12の剥離箇所や無電解Ni−Pめっき層12の欠陥箇所13には欠陥箇所13の欠陥具合に応じて任意の膜厚のSiC粒子含有複合ポリイミドコーティング層16を形成し、欠陥箇所13の補修を行うことができる。
Thus, if the anticorrosion coating layer repair method according to the present embodiment is used, the solvent in which the polyimide resin raw material composition containing SiC particles is dissolved is applied to the
また、ヒータ面積を大きくすることにより、大面積での補修が可能となるため、欠陥箇所13が大きい場合でも図3に示すような従来の筆めっきで補修する場合より大面積を短時間で欠陥箇所13の現地補修を行うことができるため、補修効率を向上させることができる。
In addition, since it is possible to repair a large area by increasing the heater area, even if the
また、電解Ni−Pめっき層12と同等の耐食性を有するSiC粒子含有複合ポリイミドコーティング層16を電解Ni−Pめっき層12の欠陥箇所13に形成することができるため、補修の信頼性を向上させることができる。
Moreover, since the SiC particle containing composite polyimide coating layer 16 which has corrosion resistance equivalent to the electrolytic Ni-P plating layer 12 can be formed in the
従って、従来法より耐食性に優れた防食コーティング層の補修を行うことで、回転機械としての信頼性と保守性を向上し、運転の安定性、安全性、効率を向上させることができる。 Therefore, by repairing the anticorrosion coating layer having better corrosion resistance than the conventional method, reliability and maintainability as a rotating machine can be improved, and operational stability, safety, and efficiency can be improved.
本発明の防食コーティング層の補修方法は、圧縮機、蒸気タービン等の回転機械に限定されるものではなく、基板や封止材等の電子部品、絶縁ワニス、耐食構造材料、耐食コーティング膜等に用いるのにも有用なものである。 The repair method of the anticorrosive coating layer of the present invention is not limited to rotating machines such as compressors and steam turbines, but is applicable to electronic parts such as substrates and sealing materials, insulating varnishes, corrosion resistant structural materials, corrosion resistant coating films, etc. It is also useful for use.
また、化学プラント等の腐食性環境で使用される圧縮機等の回転機械の流通する気体中の腐食性成分に直接接する部位等にも用いることができ、回転機械の信頼性と効率を向上させることができる。 It can also be used for parts that come into direct contact with corrosive components in the gas circulating in rotating machinery such as compressors used in corrosive environments such as chemical plants, etc., improving the reliability and efficiency of rotating machinery be able to.
以上のように、本発明に係る防食コーティング層の補修方法は、セラミックス粒子含有ポリイミド樹脂原料組成物が溶解された溶剤を防食コーティング層の欠陥箇所に塗布し、蒸発、乾燥させる工程を少なくとも1回以上繰り返し行なった後、セラミックス粒子含有ポリイミド樹脂層を形成することで、防食コーティング層の欠陥箇所にSiC粒子含有複合ポリイミドコーティング層を形成することができるため、従来より耐食性に優れた防食コーティングの補修を行うのに好適に用いることができる。 As described above, the method for repairing the anticorrosion coating layer according to the present invention includes at least one step of applying a solvent in which the ceramic particle-containing polyimide resin raw material composition is dissolved to a defective portion of the anticorrosion coating layer, and evaporating and drying the solution. After repeating the above, by forming a ceramic particle-containing polyimide resin layer, it is possible to form a SiC particle-containing composite polyimide coating layer at the defect location of the anticorrosion coating layer, so repairing the anticorrosion coating with better corrosion resistance than before It can use suitably for performing.
11 基材
11a 表面
12 無電解Ni−Pめっき層
13 欠陥箇所
14 ポリイミド樹脂層
15 SiC粒子
16 SiC粒子含有複合ポリイミドコーティング層
16−1 第一のSiC粒子含有複合ポリイミドコーティング層
16−2 第二のSiC粒子含有複合ポリイミドコーティング層
t1 無電解Ni−Pめっき層の膜厚
t2 SiC粒子含有複合ポリイミドコーティング層の膜厚
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Base material 11a Surface 12 Electroless Ni-
Claims (8)
防食コーティング層の補修箇所をセラミックス粒子を含有するポリイミド樹脂を用いて補修することを特徴とする防食コーティング層の補修方法。 In repairing the anticorrosion coating layer applied to the member in contact with the gas through which the gas flows,
A method of repairing an anticorrosion coating layer, comprising repairing a repaired portion of the anticorrosion coating layer with a polyimide resin containing ceramic particles.
(a)前記防食コーティング層の前記欠陥箇所を有機溶剤を用いて洗浄を行う第一の洗浄工程と、
(b)前記欠陥箇所を研削し、滑らかにするグラインディング工程と、
(c)前記グラインディング工程後、研削した防食コーティング層の前記欠陥箇所とその周辺を有機溶剤を用いて再度洗浄を行う第二の洗浄工程と、
(d)セラミックス粒子含有ポリイミド樹脂原料組成物が溶解された溶剤を前記欠陥箇所に塗布するコーティング工程と、
(e)前記コーティング工程後、前記欠陥箇所に塗布した前記溶剤を蒸発し乾燥させる乾燥工程と、
(f)前記乾燥工程後、前記セラミックス粒子含有ポリイミド樹脂原料組成物を焼成し、硬化させ、セラミックス粒子含有ポリイミド樹脂層を形成する焼成工程と、
を含むことを特徴とする防食コーティング層の補修方法。 In claim 1,
(A) a first cleaning step of cleaning the defect portion of the anticorrosion coating layer using an organic solvent;
(B) Grinding step for grinding and smoothing the defective portion;
(C) a second cleaning step in which after the grinding step, the defective portion of the ground anticorrosion coating layer and its periphery are cleaned again using an organic solvent;
(D) a coating step of applying a solvent in which the ceramic particle-containing polyimide resin raw material composition is dissolved to the defective portion;
(E) after the coating step, a drying step of evaporating and drying the solvent applied to the defective portion;
(F) After the drying step, the ceramic particle-containing polyimide resin raw material composition is fired and cured to form a ceramic particle-containing polyimide resin layer;
A method for repairing an anticorrosion coating layer, comprising:
前記溶剤の乾燥後、前記コーティング工程及び前記乾燥工程を少なくとも二回以上繰り返し行なった後、前記焼成工程に移行することを特徴とする防食コーティング層の補修方法。 In claim 2,
After drying the solvent, the coating step and the drying step are repeated at least twice, and then the method proceeds to the firing step, wherein the anticorrosion coating layer is repaired.
(e)の前記乾燥工程の乾燥温度が、80〜120℃であることを特徴とする防食コーティング層の補修方法。 In claim 2 or 3,
The drying temperature of the said drying process of (e) is 80-120 degreeC, The repair method of the anticorrosion coating layer characterized by the above-mentioned.
(f)の前記焼成工程の焼成温度が、280〜350℃であることを特徴とする防食コーティング層の補修方法。 In any one of Claims 2 thru | or 4,
(F) The baking temperature of the said baking process is 280-350 degreeC, The repair method of the anticorrosion coating layer characterized by the above-mentioned.
前記セラミックス粒子が、SiC粒子であることを特徴とする防食コーティング層の補修方法。 In any one of Claims 1 thru | or 5,
The method for repairing an anticorrosion coating layer, wherein the ceramic particles are SiC particles.
前記部材を備えた回転機械であって、
前記部材が、圧縮機のインペラ、ダイヤフラム、蒸気タービンの動翼及びそれを支持するタービンディスクの何れかであることを特徴とする回転機械。 In claim 7,
A rotary machine comprising the member,
The rotary machine characterized in that the member is any one of a compressor impeller, a diaphragm, a moving blade of a steam turbine, and a turbine disk supporting the blade.
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